JP2019533710A - Attenuation of bacterial toxicity by attenuation of bacterial folate transport - Google Patents
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Abstract
本発明は、細菌感染症、そのような感染症に対するワクチンおよび細菌ワクチンに関する。より詳細には、本発明は、ブタにおける連鎖球菌感染症に対するワクチンに関する。葉酸を輸送する能力を低下させた細菌のΔFolT変異株であって、葉酸輸送体(FolT)機能を機能的に欠失させることによりその能力が低下している、ΔFolT変異株を提供する。葉酸を輸送する細菌の能力を低下させるステップを含む、細菌の毒性を低下させる方法をさらに提供する。The present invention relates to bacterial infections, vaccines against such infections and bacterial vaccines. More particularly, the present invention relates to a vaccine against streptococcal infection in pigs. Provided is a bacterial ΔFolT mutant having a reduced ability to transport folic acid, wherein the ability is reduced by functionally deleting the folate transporter (FolT) function. Further provided is a method of reducing bacterial toxicity comprising reducing the ability of a bacterium to transport folic acid.
Description
本出願は、細菌株、細菌感染症に対する薬剤、および細菌ワクチンに関する。より詳細には、ブタにおける連鎖球菌(Streptococcus)感染症に対するワクチンに関する。 The present application relates to bacterial strains, drugs against bacterial infections, and bacterial vaccines. More particularly, it relates to a vaccine against Streptococcus infection in pigs.
植物、真菌、ある種の原生生物、および多くの細菌は、GTPおよびコリスミ酸から葉酸(ビタミンB9)を新規に生成するが、高等動物は、合成経路の鍵となる重要な酵素を欠いており、そのため食物性葉酸を必要とする。葉酸は、健康に重要であり、葉酸拮抗剤は、がん化学療法において広範に、また抗菌剤として使用されている。このような理由から、葉酸合成およびサルベージ経路は、モデル生物において広く特性が明らかとされており、細菌および植物両方の葉酸合成経路は、食物の葉酸含量を強化するために改変されている。テトラヒドロ葉酸は、多くの生合成酵素に必須の補助因子である。これは、メチオニン、プリン、グリシン、パントテン酸、およびチミジル酸のような重要な代謝物の合成において1炭素単位の担体として作用する。例えば、panB遺伝子によりコードされる酵素、ケトパントエートヒドロキシメチルトランスフェラーゼは、パントテン酸の前駆物質の合成にテトラヒドロ葉酸補助因子を必要とする。テトラヒドロ葉酸は、細菌において新規に合成されるため、その合成を阻害すると細胞が死滅する。実際、2つの非常に有効な抗生物質であるスルホンアミドおよびトリメトプリムは、テトラヒドロ葉酸の生成を遮断することにより細菌細胞を死滅させる。相互に組み合わせて使用されることが多い、このような2つの抗生物質は、尿路感染症、腸管感染症、例えば細菌性赤痢、および気道感染症の治療に一般に処方される。このような薬剤の成功は、テトラヒドロ葉酸合成の阻害物質に対して多くの病原菌が脆弱性を有することを意味している。細菌は、テトラヒドロ葉酸補助因子の合成に多段階経路を有する。この経路の1部門では、代謝物、コリスミ酸およびグルタミンは、枯草菌(B.subtilis)遺伝子であるpabAおよびpabBによりコードされるアミノデオキシコリスミ酸シンターゼの基質であり、これは4−アミノ4−デオキシコリスミ酸を生成する。次いで、枯草菌pabCによりコードされるアミノデオキシコリスミ酸リアーゼは、4−アミノ4−デオキシコリスミ酸を、重要な前駆物質であるパラアミノ安息香酸(PABA)に変換する。別の部門では、枯草菌mtrA、folA、およびfolKによりコードされるものを含む酵素のいくつかは、前駆物質2−アミノ−4−ヒドロキシ−6−ヒドロキシメチル−7,8−ジヒドロキスプテリジン二リン酸を生成する。この前駆物質およびPABAは、枯草菌sul遺伝子(大腸菌(E.coli)dhpsおよびfolP遺伝子と相同)によりコードされるジヒドロプロテイン酸シンテターゼの基質であり、これはジヒドロプロテイン酸を生成する。スルファメトキサゾール等のスルホンアミドは、ジヒドロプロテイン酸シンターゼの競合的阻害物質である。ジヒドロプロテイン酸は、枯草菌folCによりコードされる二機能酵素により修飾されて、ジヒドロ葉酸を生成する。最終的には、枯草菌dfrAによりコードされるDHFR(ジヒドロ葉酸レダクターゼ)は、このジヒドロ葉酸を修飾して最終産物であるテトラヒドロ葉酸を産生する。トリメトプリムは、細菌DHFRの競合的阻害物質である。この選択性は、真核生物DHFRが抗生物質により妨げられないため重要である。葉酸は、マイコプラズマ・ハイオニューモニエ(M.hyopneumoniae)以外のすべての配列決定された細菌にとって、ほとんど確実に必須である。しかし、すべての細菌が葉酸を新規に合成するとは限らず、その代わりに外部供給に依存している。新規合成経路の欠如を予測するために、HPPK(FolK)およびDHPS(FolP)タンパク質をシグネチャータンパク質として使用する。多くの細菌は、このような遺伝子両方の相同体を欠いており、そのため環境から取り入れたインタクトな葉酸の還元およびグルタミル化にほぼ確実に依存している。これらは、主に宿主関連細菌、例えばマイコプラズマ(Mycoplasma)もしくはトレポネーマ(Treponema)または葉酸に富んだ環境に生息する生物、例えば乳酸桿菌(Lactobacilli)である。 Plants, fungi, certain protists, and many bacteria produce new folic acid (vitamin B9) from GTP and chorismate, but higher animals lack key enzymes that are key to the synthetic pathway Therefore, dietary folic acid is required. Folic acid is important for health and folic acid antagonists are widely used in cancer chemotherapy and as antibacterial agents. For this reason, folate synthesis and salvage pathways have been widely characterized in model organisms, and both bacterial and plant folate synthesis pathways have been modified to enhance food folate content. Tetrahydrofolic acid is an essential cofactor for many biosynthetic enzymes. This acts as a one-carbon unit carrier in the synthesis of important metabolites such as methionine, purine, glycine, pantothenic acid, and thymidylic acid. For example, the enzyme encoded by the panB gene, ketopantoate hydroxymethyltransferase, requires a tetrahydrofolate cofactor for the synthesis of pantothenic acid precursors. Since tetrahydrofolic acid is newly synthesized in bacteria, inhibition of its synthesis results in cell death. In fact, two very effective antibiotics, sulfonamides and trimethoprim, kill bacterial cells by blocking the production of tetrahydrofolic acid. Two such antibiotics, often used in combination with each other, are generally prescribed for the treatment of urinary tract infections, intestinal infections such as bacterial dysentery, and respiratory tract infections. The success of such agents means that many pathogens are vulnerable to tetrahydrofolate synthesis inhibitors. Bacteria have a multistep pathway for the synthesis of tetrahydrofolate cofactor. In one division of this pathway, the metabolites, chorismate and glutamine are substrates for aminodeoxychorismate synthase encoded by the B. subtilis genes pabA and pabB, which are 4-amino-4 Produce deoxychorismic acid. The aminodeoxychorismate lyase encoded by Bacillus subtilis pabC then converts 4-amino-4-deoxychorismate to paraaminobenzoic acid (PABA), an important precursor. In another sector, some of the enzymes, including those encoded by Bacillus subtilis mtrA, folA, and folK, are the precursors 2-amino-4-hydroxy-6-hydroxymethyl-7,8-dihydrokisopteridine dilin Produce acid. This precursor and PABA are substrates for dihydroprotein acid synthetase encoded by the Bacillus subtilis sul gene (homologous to the E. coli dhps and folP genes), which produces dihydroprotein acid. Sulfonamides such as sulfamethoxazole are competitive inhibitors of dihydroprotein acid synthase. Dihydroprotein acid is modified by a bifunctional enzyme encoded by Bacillus subtilis folC to produce dihydrofolic acid. Eventually, DHFR (dihydrofolate reductase) encoded by Bacillus subtilis dfrA modifies this dihydrofolate to produce the final product, tetrahydrofolate. Trimethoprim is a competitive inhibitor of bacterial DHFR. This selectivity is important because eukaryotic DHFR is not disturbed by antibiotics. Folic acid is almost certainly essential for all sequenced bacteria except M. hyopneumoniae. However, not all bacteria synthesize folic acid de novo and instead rely on external supplies. To predict the lack of a new synthetic pathway, HPPK (FolK) and DHPS (FolP) proteins are used as signature proteins. Many bacteria lack the homologues of both such genes and are therefore almost certainly dependent on the reduction and glutamylation of intact folate taken from the environment. These are mainly host-associated bacteria such as Mycoplasma or Treponema or organisms that inhabit folate-rich environments such as Lactobacillus.
連鎖球菌種は、家畜およびヒトにおいて感染症を引き起こす広範な種があり、ランスフィールド群に従って分類されることが多い。とりわけ細菌の被膜中に存在する血清学的決定因子または抗原に基づいてランスフィールドによる分類を行い、近似決定のみを可能とする。異なる群由来の細菌は、相互に交差反応性を示すことが多いが、他の連鎖球菌は、群決定因子を帰属させることが全くできない。群の中には、血清型判定に基づいて、さらに分化可能であるものが多く、このような血清型は、連鎖球菌の広範な抗原多様性のさらなる一因となる。事実、これにより連鎖球菌感染症の診断および連鎖球菌感染症に対するワクチン接種において数々の困難が生じる。ランスフィールドA群連鎖球菌(GAS、化膿連鎖球菌(Streptococcus pyogenes))は、小児によく見られ、鼻咽頭感染症およびその合併症を引き起こす。B群連鎖球菌(GBS)は、ヒト新生児において細菌性敗血症および髄膜炎の主原因となり、途上国の新生児において顕著な病原として浮上している。ランスフィールドB群連鎖球菌(GBS)はまた、ウシと関連することが分かっており、乳腺炎を引き起こす。ランスフィールドC群感染症、例えば腺疫菌(S.equi)、ストレプトコッカス・ズーエピデミカス(S.zooepidemicus)、ストレプトコッカス・ディスガラクティエ(S.dysgalactiae)他による感染症は、ウマ、ウシおよびブタに主に見られる。ランスフィールドD群(ウシ連鎖球菌(S.bovis))感染症は、すべての哺乳類およびいくつかの鳥類に見られ、心内膜炎または敗血症を生じることがある。ランスフィールドE、G、L、P、UおよびV群(ストレプトコッカス・ポルシナス(S.porcinus)、ストレプトコッカス・カニス(S.canis)、ストレプトコッカス・ディスガラクティエ)は、様々な宿主に見られ、新生児感染症、鼻咽頭感染症または乳腺炎を引き起こす。ランスフィールドR、S、およびT群(ならびに非分類型)では、ブタ連鎖球菌(S.suis)が見られ、これは若齢ブタにおける髄膜炎、敗血症、関節炎および突然死の重要な原因である。これはまた、ヒトにおいて髄膜炎を偶発的に引き起こし得る。非分類連鎖球菌種、例えばヒトにおいて齲蝕の原因となるミュータンス菌(S.mutans)、ウシにおいて乳腺炎の原因となるストレプトコッカス・ウベリス(S.uberis)、および侵襲性疾患、例えば肺炎、菌血症、および髄膜炎の原因となる肺炎球菌(S.pneumonia)がある。 Streptococcus species have a wide range of species that cause infections in livestock and humans and are often classified according to the Lancefield group. In particular, Lancefield classifies based on serological determinants or antigens present in the bacterial capsule, allowing only approximate determination. Bacteria from different groups often show cross-reactivity with each other, but other streptococci cannot assign group determinants at all. Many groups are further differentiable based on serotyping, and such serotypes further contribute to the broad antigen diversity of streptococci. In fact, this creates a number of difficulties in the diagnosis of streptococcal infection and in vaccination against streptococcal infection. Lancefield Group A Streptococcus (GAS, Streptococcus pyogenes) is common in children and causes nasopharyngeal infections and their complications. Group B Streptococcus (GBS) is a leading cause of bacterial sepsis and meningitis in human neonates and has emerged as a significant pathogen in neonates in developing countries. Lancefield Group B Streptococcus (GBS) has also been found associated with cattle and causes mastitis. Infections caused by Lancefield group C infections, such as Streptococcus (S. equi), Streptococcus zooepidemicus, S. dysgalactiae et al., Mainly in horses, cattle and pigs. It can be seen. Lancefield Group D (S. bovis) infections are found in all mammals and some birds and can cause endocarditis or sepsis. Lancefield E, G, L, P, U, and V groups (Streptococcus porcinus, Streptococcus canis, Streptococcus disgalactie) are found in various hosts and are neonatal infections Causes infectious diseases, nasopharyngeal infections or mastitis. In Lancefield R, S, and T groups (and non-classified types), S. suis is seen, which is an important cause of meningitis, sepsis, arthritis and sudden death in young pigs is there. This can also cause meningitis accidentally in humans. Non-classified streptococcal species such as S. mutans causing caries in humans, Streptococcus uberis causing mastitis in cattle, and invasive diseases such as pneumonia, bacteremia And S. pneumonia that cause meningitis.
ブタ連鎖球菌は、人畜共通病原体であり、養豚産業におけるブタ集団中に偏在的に存在する。33種の莢膜血清型が現在までに報告されており[1]、血清型1、2、7、9および14は、欧州において罹患ブタから多く単離されている[2]。菌株の毒性は、血清型間および血清型中で異なり、血清型2中では、毒性、無毒性ならびに弱毒性の単離株は単離されており、これは毒性マーカー、ムラミダーゼ放出タンパク質(MRP)および細胞外因子(EF)[3]ならびにスリシン[4、5]の発現に基づいて識別することができる。成体ブタにおけるブタ連鎖球菌の鼻咽頭保菌は無症候性であるが、若齢の仔ブタにおいては、この鼻咽頭保菌によりブタ連鎖球菌侵襲性疾患に対する感受性が高まり、髄膜炎、関節炎および漿膜炎、ならびに高い致死率が生じる。西洋諸国では、ブタまたは生の豚肉に職業的に触れるヒトはまた、ブタ連鎖球菌により感染する可能性があるが、この発生率は非常に低い。ヒトが浸潤性ブタ連鎖球菌に感染すると、ブタと同様の臨床徴候を生じ、患者は回復後も依然として難聴を患うことが多い[6]。東南アジアでは、特に血清型2のブタ連鎖球菌は、ヒトに対する新興病原体と考えられており、細菌性髄膜炎の主因と認識されている[7-10]。東南アジアでは、ブタ連鎖球菌によるヒト感染症の臨床徴候が、世界の他の地域と比較して、より重篤であると報告されており、患者は、毒素性ショック様症候群、敗血症および髄膜炎を発症する。ブタ連鎖球菌に起因する疾患の病態形成については、ほとんど知られていない。種々の細菌成分、例えば細胞外膜および細胞膜関連タンパク質は、病態形成において1つの役割を果たす。さらに、被膜が、このような微生物を食作用抵抗性とすることによって重要な毒性因子となることが示されている。ブタにおいてブタ連鎖球菌感染症を予防する現在の方法では、自家ワクチンによるワクチン接種方法を併用した罹患ブタの抗生物質療法を含む[11]。血清型2に対するバクテリンワクチンによる自家ワクチン接種は、農場における臨床的アウトブレイクを減少させることが可能であると示されているが、これは血清型9には当てはまらず、この場合、自家ワクチン接種は、効果的に防御するとは考えられない[12、13]。バクテリンワクチンが血清型9感染症に対して有効性が低いことに加えて、これらは、ワクチンに存在する血清型に対してのみ防御可能である。しかし、上述のように、いくつかの血清型が疾患を引き起こし得るため、自家ワクチンは、臨床的アウトブレイクに対する一時的な解決法となっている。ブタ連鎖球菌感染症に対する長期的な解決法として、すべての(病原性)血清型から広範に防御するワクチンが必要とされている。適切なワクチン候補を発見するために多くの研究がなされているが、交差防御可能なワクチンは、未だ提供されていない。 Streptococcus pneumoniae is a zoonotic pathogen and is ubiquitously present in the swine population in the pig farming industry. Thirty-three capsular serotypes have been reported to date [1] , and serotypes 1 , 2, 7, 9 and 14 have been isolated from affected pigs in Europe [2] . The virulence of the strains varies between serotypes and between serotypes, and in serotype 2, toxic, non-toxic and weakly toxic isolates have been isolated, which is a toxicity marker, muramidase releasing protein (MRP) And extracellular factor (EF) [3] as well as the expression of slicin [4, 5] . Streptococcus pneumoniae in adult pigs is asymptomatic, but in young piglets this nasopharyngeal carriage increases susceptibility to Streptococcus pneumonia invasive disease, causing meningitis, arthritis and serositis As well as high mortality rates. In Western countries, humans who are occupationally in contact with pigs or raw pork can also be infected by Streptococcus pyogenes, but this incidence is very low. When humans are infected with invasive Streptococcus pneumoniae, they develop clinical signs similar to pigs, and patients often suffer from hearing loss after recovery. [6] In Southeast Asia, particularly Serotype 2 Streptococcus is considered an emerging pathogen for humans and is recognized as a major cause of bacterial meningitis [7-10] . In Southeast Asia, clinical signs of Streptococcus pneumoniae human infections have been reported to be more severe compared to other parts of the world, and patients were diagnosed with toxic shock-like syndrome, sepsis and meningitis Develops. Little is known about the pathogenesis of diseases caused by Streptococcus pneumoniae. Various bacterial components, such as extracellular membranes and cell membrane-related proteins, play a role in pathogenesis. Furthermore, the coating has been shown to be an important virulence factor by making such microorganisms resistant to phagocytosis. Current methods of preventing Streptococcus pneumoniae infections in pigs include antibiotic therapy in affected pigs combined with vaccination with self-vaccines [11] . Self-vaccination with bacterin vaccine against serotype 2 has been shown to be able to reduce clinical outbreaks on the farm, but this is not the case with serotype 9, in which case It cannot be considered effective defense [12, 13] . In addition to the low effectiveness of bacterin vaccines against serotype 9 infections, they can only protect against serotypes present in the vaccine. However, as mentioned above, autologous vaccines have become a temporary solution to clinical outbreaks because some serotypes can cause disease. As a long-term solution to Streptococcus pyogenes infections, vaccines that protect extensively from all (pathogenic) serotypes are needed. Although much research has been done to find suitable vaccine candidates, no cross-protectable vaccine has yet been provided.
葉酸輸送および葉酸合成が一般に可能である親細菌株を選定するステップと、細菌の葉酸基質結合タンパク質をコードするDNA領域(ブタ連鎖球菌ではfolT遺伝子として知られる)において変異、欠失または挿入等の修飾を施すためにこの親菌株から細菌を選定するステップと、in vitroでは親菌株と同様の割合まで増殖するがin vivoでは親菌株と比較して低い割合まで増殖する能力を有する細菌を選定するステップとを含む、好ましくはワクチンにおける使用のため、好ましくは細菌感染症に対する防御をもたらすワクチンにおける使用のための細菌を生成する方法を提供する。葉酸輸送および葉酸合成が一般に可能である親細菌株を選定するステップと、好ましくは組換手段により、細菌の葉酸基質結合タンパク質をコードするDNA領域(ブタ連鎖球菌ではfolT遺伝子として知られる)において変異、欠失または挿入等の修飾を細菌に施すことにより、この親菌株由来の細菌を形質転換するステップと、in vitroでは親菌株と同様の割合まで増殖するがin vivoでは親菌株と比較して低い割合まで増殖する能力を有する細菌を選定するステップとを含む、好ましくはクチンにおける使用のため、好ましくは細菌感染症からの防御をもたらすワクチンにおける使用のための細菌を生成する方法をさらに提供する。本発明の選定もしくは形質転換方法で得ることができる、または得られた細菌、細菌培養物をさらに提供する。本明細書において提供する細菌は、ファーミキューテス(Firmicutes)、好ましくは連鎖球菌、より好ましくはブタ連鎖球菌として分類可能であることが好ましい。in vitroでは親菌株と同様の割合まで増殖可能であるがin vivoでは親菌株と比較して低い割合まで増殖する、細菌または細菌の培養物を含む組成物をさらに提供する。このような組成物をワクチンの生成に使用することをさらに提供する。好ましくは、このようなワクチンは、in vitroでは親菌株と同様の割合まで増殖可能であるがin vivoでは親菌株と比較して低い割合まで増殖する、細菌または細菌の培養物を含む。 Selecting a parent bacterial strain that is generally capable of folate transport and folate synthesis, and mutations, deletions or insertions in the DNA region encoding the bacterial folate substrate binding protein (known as the foT gene in Streptococcus pyogenes) Select bacteria from this parent strain for modification, and select bacteria with the ability to grow to a similar rate as the parent strain in vitro but to a lower rate compared to the parent strain in vivo A method of producing bacteria, preferably for use in a vaccine, preferably for use in a vaccine that provides protection against bacterial infections. Selecting a parent bacterial strain that is generally capable of folate transport and folate synthesis, and preferably by recombination means, in the DNA region encoding the bacterial folate substrate binding protein (known as the folT gene in Streptococcus pyogenes) By transforming the bacterium from this parental strain by modifying the bacterium, such as deletion or insertion, and in vitro it grows to the same rate as the parental strain, but in vivo compared to the parental strain. Selecting a bacterium having the ability to grow to a low rate, preferably further providing a method for producing a bacterium for use in a cutin, preferably for use in a vaccine that provides protection from bacterial infections . Further provided is a bacterium or bacterial culture obtainable or obtained by the selection or transformation method of the present invention. The bacteria provided herein are preferably categorizable as Firmicutes, preferably streptococci, more preferably swine streptococci. Further provided is a composition comprising a bacterium or bacterial culture that is capable of growing to a similar rate as the parental strain in vitro but grows in vivo to a lower rate compared to the parental strain. Further provided is the use of such a composition for the production of a vaccine. Preferably, such a vaccine comprises a bacterium or bacterial culture that can grow to a similar rate in vitro as the parental strain, but grows in vivo to a lower rate compared to the parental strain.
葉酸を輸送する細菌の能力を低下させるステップを含む、細菌、好ましくは新規に葉酸合成が可能である細菌の毒性を低下(弱毒化)させる方法をさらに提供する。本明細書においてΔFolT変異株と一般に呼ぶ細菌を提供し、詳細には、葉酸輸送体(FolT)機能を機能的に欠失させることによりこの能力が強力に低下している、ブタ連鎖球菌株を本明細書において提供する。この細菌は、本明細書において提供する場合、その新規葉酸合成経路を適用することにより、それ自体の使用のための葉酸を生成する能力を依然として有する。このような合成経路をインタクトのままとすると、in vitro(培地中)では増殖するその能力が影響されないままとなるが、驚いたことに、宿主(in vivo)におけるその増殖および毒性が強力に低減したことが示される。このような細菌株は、in vitroでは良好に増殖するがin vivoではその親菌株ほど増殖せず、in vivoでの毒性の強力な低下と関連し、ワクチン株として非常に有用である。本明細書により提供するこのような菌株または変異株では、一方では、葉酸合成において本質的に影響されず、したがって高力価まで増殖可能であり、そのため生成が比較的容易かつ安価であるが、他方では、親菌株と比較して宿主における増殖が減少し毒性が低下するため、in vivoでの適用後に比較的無害であり、細菌感染症に対するワクチンとして極めて有用となる。 Further provided is a method for reducing (attenuating) the toxicity of a bacterium, preferably a bacterium capable of de novo folate synthesis, comprising reducing the ability of the bacterium to transport folic acid. Provided herein is a bacterium commonly referred to as a ΔFolT mutant, in particular a porcine streptococcal strain whose ability is strongly reduced by functionally deleting folate transporter (FolT) function. Provided herein. This bacterium, as provided herein, still has the ability to produce folic acid for its own use by applying its novel folate synthesis pathway. If such synthetic pathways remain intact, their ability to grow in vitro remains unaffected, but surprisingly, their growth and toxicity in the host (in vivo) is strongly reduced. Is shown. Such bacterial strains grow well in vitro but do not grow as well as their parent strain in vivo and are associated with a strong reduction in toxicity in vivo and are very useful as vaccine strains. In such strains or mutants provided herein, on the one hand, they are essentially unaffected in folic acid synthesis and can therefore grow to high titers and are therefore relatively easy and cheap to produce, On the other hand, since the growth in the host is reduced and the toxicity is reduced compared to the parent strain, it is relatively harmless after in vivo application and is extremely useful as a vaccine against bacterial infections.
葉酸基質結合タンパク質をコードするDNA領域(ブタ連鎖球菌ではfolT遺伝子として知られる)において修飾を施され、培地中(in vitro)では親菌株と同様の増殖率を有するがin vivoでは親菌株に対して低い増殖率を有する、プロトタイプΔFolT変異株は、「CBS140425ブタ連鎖球菌ΔFolT変異株」として、Centraalbureau voor Schimmel culturesにおいてブダペスト条約の法規に基づいた特許手続きを目的として2015年8月19日に寄託されている。葉酸基質結合タンパク質をコードするDNA領域(ブタ連鎖球菌ではfolT遺伝子として知られる)において修飾を施され、培地中(in vitro)では親菌株と同様の増殖率を有するがin vivoでは親菌株に対して低い増殖率を有する、別のプロトタイプΔFolT変異株は、「CBS143192ブタ連鎖球菌ΔFolT2変異株」として、Westerdijk Fungal Biodiversity Instituteにおいて2017年8月25日に寄託されている。 Modified in the DNA region encoding the folate substrate binding protein (known as the folT gene in Streptococcus pyogenes) and has a growth rate similar to the parental strain in the medium (in vitro), but in vivo Prototype ΔFolT mutant having a low growth rate was deposited as “CBS140425 Streptococcus pneumoniae ΔFolT mutant” on August 19, 2015 for the purpose of a patent procedure based on the laws of the Budapest Treaty at the Centralbureau voor Schimmel cultures. ing. Modified in the DNA region encoding the folate substrate binding protein (known as the folT gene in Streptococcus pyogenes) and has a growth rate similar to the parental strain in the medium (in vitro), but in vivo Another prototype ΔFolT mutant with a low growth rate has been deposited on August 25, 2017 at the Westerdikk Fungal Biodiversity Institute as “CBS143192 Streptococcus pneumoniae ΔFolT2 mutant”.
細菌の新規葉酸合成の能力は、当分野において既知の方法、例えば、葉酸を与えた培養培地と比較して、葉酸を与えない培養培地中で細菌の増殖を試験することにより、またはBMC Genomics 2007, 8:245(doi:IO.1186/1471-2164-8-245、参照により本明細書に組み込む)において検討されている他の方法により容易に試験することができる。ほとんどの細菌は、テトラヒドロ葉酸を獲得するための少なくとも2つの独立した経路を有し、1つは古典的な葉酸合成経路に従い、1つは葉酸を移入する葉酸輸送体を使用した迅速な方法に従う。in vitroでは、古典的な合成経路を使用して利用可能な、十分な栄養素およびエネルギーがあることを本明細書においてここで提示する。理論により拘束されることは望まないが、発明者らにより見出された作用の可能な説明を提供すると、in vivoでは、栄養素を欠き、したがってエネルギーを欠き得る場合、古典的経路によるTHF生成に投資することは、はるかに困難となり得る。そこで、葉酸を移入する代替法を選択することが考えられる。進行中の実験に基づいて、発明者らは、folTの発現は、恐らく疎水性が高いため、細菌にとって負担であると仮定する。in vitroでは、folTの発現が増加すると、増殖率が低下する。これは恐らくfolTの発現が、リボスイッチの存在により非常に厳密に制御されているためである。folTは、絶対必要な場合にのみ発現するはずである。まとめると、栄養素の利用可能性およびTHFの必要条件とタンパク質発現の負担との間にバランスが存在すると考えられる。このバランスをin vitroで片側に傾けると新規葉酸合成が増加し、in vivoで反対側に傾けると葉酸輸送を増加することが、本発明において発明者らによりここで見出される。驚くべきことに、in vivo経路において葉酸輸送を減弱(低下)させる、好ましくは葉酸輸送体機能を機能的に欠失させることによりin vivo経路において葉酸輸送をノックアウトすると、培地中ではなく宿主において細菌毒性が減少する。好ましい実施形態では、葉酸を輸送する能力が低下した細菌のΔFolT変異株であって、この能力が葉酸輸送体(FolT)機能を機能的に欠失させることにより低下している、ΔFolT変異株を提供する。詳細には、細菌のfolT遺伝子において、または遺伝子のプロモーターにおいて変異、欠失または挿入を施すことにより、詳細には、細菌の葉酸基質結合タンパク質(FolT)の発現および/または機能を減弱(低下)させる方法を本明細書において提供する。このような変異、欠失または挿入は、当分野において既知のようにPCRおよび/または配列解析により検出することができる。本発明の特定の実施形態では、folT遺伝子をノックアウトして、ブタ連鎖球菌等の細菌を大幅に弱毒化し、in vitroで容易に培養することもできるワクチン株としてin vivoでの使用に適したものとする方法を提供する。別の実施形態では、好ましくは、FolTの免疫原性を本質的にインタクトのままとしながら、最も好ましくは、FolTの親水性タンパク質ドメインを本質的にインタクトのままとしながら、葉酸基質結合タンパク質FolTの膜貫通領域をコードする細菌のDNAにおいて変異、欠失または挿入を施すことにより毒性を減弱させる方法を提供する。別の実施形態では、基質結合に重要な領域である、ひと続きのアミノ酸FYRKP(配列番号16)を有するペプチドドメインを特徴とするブタ連鎖球菌における領域をコードする細菌のDNA領域をコードするFolTにおいて変異、欠失または挿入を施すことにより毒性を減弱させる方法を提供する。FYRKP(配列番号16)のひと続きにおいてアルギニン(R)を少なくとも変異させて葉酸結合を消失させることが好ましい。本発明の好ましい方法では、細菌は、ファーミキューテス、好ましくは連鎖球菌、より好ましくはブタ連鎖球菌として分類可能である。本発明のΔFolT変異株は、葉酸を合成する能力を有していることが好ましく、このような合成経路をインタクトのままとするとin vitro(培地中)で増殖する能力が影響されないままとなるが、宿主(in vivo)における毒性が強力に低下し、ワクチンへの使用に非常に適したものとなる。本発明のΔFolT変異は、FolTの発現が減弱して(減少して、または妨害されて)おり、例えば、FolTそれ自体の発現の減少または分子量が低下したFolT変異株タンパク質の発現を特徴とし、例えば、本明細書の実験セクションに記載のin vitro転写/翻訳試験における変異株の試験FolT特異的ヌクレオチド構築物により試験され得ることが好ましい。特定の好ましい一実施形態では、「CBS140425ブタ連鎖球菌ΔFolT変異株」としてCentraalbureau voor Schimmelculturesにおいて2015年8月19日に寄託されている、本発明のΔFolT変異株を提供する。別の特定の好ましい実施形態では、「CBS143192ブタ連鎖球菌ΔFolT2変異株」としてWesterdijk Fungal Biodiversity Instituteにおいて2017年8月25日に寄託されている、本発明のΔFolT変異株を提供する。 The ability of bacteria to synthesize new folic acid can be determined by methods known in the art, for example, by testing bacterial growth in culture medium without folic acid compared to culture medium with folic acid, or by BMC Genomics 2007 8: 245 (doi: IO.1186 / 1471-2164-8-245, incorporated herein by reference) and can be readily tested by other methods. Most bacteria have at least two independent pathways for acquiring tetrahydrofolate, one following the classical folate synthesis pathway and one following a rapid method using a folate transporter that imports folic acid . In vitro, it is presented here that there are sufficient nutrients and energy available using classical synthetic pathways. While not wishing to be bound by theory, providing a possible explanation for the actions found by the inventors, in vivo, the lack of nutrients, and therefore lack of energy, can lead to the generation of THF by the classical pathway. Investing can be much more difficult. Therefore, it is conceivable to select an alternative method for transferring folic acid. Based on ongoing experiments, we hypothesize that the expression of folT is burdensome for bacteria, probably due to its high hydrophobicity. In vitro, the growth rate decreases when the expression of folT increases. This is probably because the expression of folT is very tightly controlled by the presence of the riboswitch. folT should be expressed only when absolutely necessary. In summary, there appears to be a balance between nutrient availability and the requirements for THF and the burden of protein expression. It is found here by the inventors in the present invention that tilting this balance to one side in vitro increases novel folate synthesis and tilting to the other side in vivo increases folate transport. Surprisingly, knocking out folate transport in the in vivo pathway by attenuating (decreasing) folate transport in the in vivo pathway, preferably by functionally deleting the folate transporter function, results in bacteria in the host and not in the medium. Toxicity is reduced. In a preferred embodiment, a ΔFolT mutant of bacteria having a reduced ability to transport folic acid, wherein this ability is reduced by functionally deleting folate transporter (FolT) function. provide. Specifically, mutations, deletions or insertions are made in the bacterial folT gene or in the promoter of the gene, in particular, attenuated (reduced) bacterial folate substrate binding protein (FolT) expression and / or function. A method is provided herein. Such mutations, deletions or insertions can be detected by PCR and / or sequence analysis as is known in the art. In a particular embodiment of the invention, the folT gene is knocked out to greatly attenuate bacteria such as Streptococcus pyogenes and is suitable for use in vivo as a vaccine strain that can also be easily cultured in vitro. To provide a method. In another embodiment, the folate substrate binding protein FolT is preferably maintained while the FolT immunogenicity remains essentially intact, and most preferably the hydrophilic protein domain of FolT remains essentially intact. Methods are provided for reducing toxicity by mutating, deleting, or inserting into bacterial DNA encoding a transmembrane region. In another embodiment, in FolT encoding a bacterial DNA region encoding a region in Streptococcus pneumoniae characterized by a peptide domain having a stretch of amino acids FYRKP (SEQ ID NO: 16), a region important for substrate binding. Methods are provided for reducing toxicity by making mutations, deletions or insertions. Preferably, arginine (R) is mutated at least in the stretch of FYRKP (SEQ ID NO: 16) to eliminate folate binding. In a preferred method of the invention, the bacteria can be classified as Pharmicutes, preferably streptococci, more preferably swine streptococci. The ΔFolT mutant of the present invention preferably has the ability to synthesize folic acid. If such a synthetic pathway is left intact, the ability to grow in vitro (in the medium) remains unaffected. , The toxicity in the host (in vivo) is strongly reduced, making it very suitable for use in vaccines. The ΔFolT mutation of the present invention is characterized by reduced expression of FolT (decreased or disrupted), eg, reduced expression of FolT itself or reduced expression of FolT mutant protein, For example, it is preferred that the mutant can be tested with a FolT-specific nucleotide construct in the in vitro transcription / translation test described in the experimental section herein. In one particular preferred embodiment, the ΔFolT variant of the present invention, deposited on 19th August 2015 at the Centralbureau au Schimmelcultures as “CBS140425 Streptococcus pneumoniae ΔFolT variant” is provided. In another particular preferred embodiment, the ΔFolT variant of the present invention, deposited at the Westerdjk Fungal Biodiversity Institute on August 25, 2017 as “CBS 143192 Streptococcus ΔFolT2 variant” is provided.
別の特定の好ましい実施形態では、本発明のΔFolT変異株を提供する。さらなる細菌ΔFolT変異株を用いた発現試験における対照構築物としてΔFolT変異ヌクレオチド構築物を用意するために、このような寄託物の任意のものを使用して、FolT変異株遺伝子発現またはFolT変異株タンパク質発現を試験することもできる。本発明のΔFolT変異細菌培養物、またはΔFolT変異細菌培養物を含む組成物を用意するために、このような寄託物の任意のものを使用することもできる。本明細書において提供する方法で得ることができる、または得られた、毒性を減弱させた細菌、およびこのような細菌の培養物をさらに提供する。本発明のΔFolT変異細菌またはΔFolT変異株培養物を含む組成物、およびワクチンの生成のためのこのような組成物の使用をさらに提供する。本明細書において提供するΔFolT変異細菌またはΔFolT変異培養物を含む、ワクチンをさらに提供する。好ましい実施形態では、非連鎖球菌タンパク質の発現が可能なΔFolT変異株を含む、連鎖球菌ワクチン株またはワクチンを提供する。このようなベクター連鎖球菌ΔFolT変異ワクチン株により、ワクチンに使用した場合、連鎖球菌以外の病原体からの防御が可能となる。その無毒性特性のため、本明細書において提供する連鎖球菌ワクチン株またはΔFolT変異株は、連鎖球菌抗原に対してだけでなく、この菌株により発現する他の抗原に対しても、特異的かつ持続的な免疫応答を生じるのに適合する。詳細には、さもなければ宿主に有害である抗原または病原体の有害作用もなく、別の病原体由来の抗原をここで発現させる。このようなベクターの例は、連鎖球菌ワクチン株またはΔFolT変異株であり、この場合この抗原は、アクチノバチルス・プルロニューモニア(Actinobacillus pleuropneumonia)、ボルデテラ(Bordetella)、パスツレラ(Pasteurella)、大腸菌、サルモネラ(Salmonella)、カンピロバクター(Campylobacter)、セルプリナ(Serpulina)等の病原体に由来する。連鎖球菌ワクチン株またはΔFolT変異株および薬学的に許容される担体もしくはアジュバントを含む、ワクチンをさらに提供する。担体またはアジュバントは、当分野において周知であり、例としては、リン酸緩衝食塩水、生理食塩水、水中油(中水)エマルジョン、水酸化アルミニウム、Specol、ブロックポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。本発明のワクチンは、死菌形態または生形態いずれかのワクチン株を含むことができる。例えば、連鎖球菌もしくは異種抗原等の毒性因子を(過剰)発現した株を含む死菌ワクチンは、免疫応答の誘発に非常に適合する。特定の実施形態では、その無毒性特性のため菌株が生きているワクチンを提供し、本明細書において提供するΔFolT変異株をベースとする連鎖球菌ワクチン株は、特異的かつ持続的免疫応答を生じるのに適合する。集団における連鎖球菌疾患を制御または根絶する方法であって、本発明のΔFolT変異ワクチンを集団の対象にワクチン接種するステップを含む、方法をさらに提供する。ブタ連鎖球菌の病態形成および/または毒性において重要な役割を有するオペロンをブタ連鎖球菌が有することを本明細書において提示する。オペロンは、葉酸の獲得および葉酸のテトラヒドロ葉酸へのプロセシングに関与する2つの遺伝子をコードする。葉酸は、水溶性ビタミンB群の一般用語であり、この場合、葉酸は、種々のテトラヒドロ葉酸誘導体を指す。このような誘導体は、直接またはテトラヒドロ葉酸への最初の還元およびメチル化後、主要な葉酸代謝サイクル入ることができる。葉酸は、すべての生きた生物、原核生物および真核生物の両方に必須であり、葉酸代謝を重要なプロセスとしている。folT−folCオペロンは、例えばin vivoで、宿主がそれ自体の使用のために葉酸を隔離するように、回避経路を形成して、葉酸制限条件下で葉酸を獲得すると考えられる。このような条件下では、folT−folCオペロンの発現は、リボスイッチにより誘導される。葉酸レベルが低下した場合、リボスイッチを開放させて、そこからテトラヒドロ葉酸を放出する。これは、リボソーム結合部位の解放による翻訳の開始を可能とする。folT−folCの発現は、葉酸輸送複合体によりブタ連鎖球菌が葉酸を直接移行し、続いてfolCにより葉酸をテトラヒドロ葉酸にプロセシングすることを可能とする。葉酸がヌクレオチド合成に重要であるため、葉酸を獲得すると、ブタ連鎖球菌の増殖率に対して直接的に影響する。in vivo増殖率の低下により、毒性の低下が生じる。CBS140425として、またはCBS143192として寄託されている変異株等のfolTの同系ノックアウト変異株が強力に弱毒化され、ワクチンとして有用であることを実証することにより、この知見がさらに支持された。オペロンは、in vivo病態形成に実際に関与する。本明細書に記載の本発明は、このような変異株および培養物、ならびに毒性が低下したこのようなFolTノックアウト変異株を含む組成物およびワクチンをここで提供する。このように毒性が低下した細菌を含む免疫原性組成物、およびワクチンの生成のためのこのような組成物の使用をさらに提供する。さらに、ΔFolT変異細菌株、例えばCBS140425として、またはCBS143192として寄託されている変異株を含むワクチン、またはその培養物もしくは組成物を本明細書において提供する。ワクチンを動物、好ましくはブタへ投与するためのディスペンサーと、ΔFolT変異株、例えばCBS140425として、またはCBS143192として寄託されている本発明の変異株、またはその培養物もしくは組成物と、任意選択で使用説明書とを含む、ブタ連鎖球菌感染に関連する疾患に対する動物、好ましくはブタへのワクチン接種用のキットをさらに提供する。結論として、葉酸を輸送する細菌の能力を低下させるステップを含む、細菌の毒性を低下させる一般的な方法であって、詳細には、細菌が新規葉酸合成の能力を有する、適用可能な方法を提供する。本発明の方法は、機能的な葉酸基質結合タンパク質を有する細菌を選定するステップと、次いで、細菌の葉酸基質結合タンパク質(FolT)の発現および/または機能を減弱させるステップであって、詳細には、細菌のfolT遺伝子において変異、欠失または挿入を施すことにより、例えば、folT遺伝子のプロモーターをコードする細菌のDNAにおいて変異、欠失または挿入を施すことにより毒性を減弱させる、ステップとを含む。本発明の特定の実施形態では、葉酸基質結合タンパク質FolTの膜貫通領域をコードする細菌のDNAにおいて変異、欠失または挿入を施すことにより毒性を減弱させることが好ましい。別の特定の実施形態では、基質結合に重要な領域をコードする細菌のDNA領域をコードするFolTにおいて変異、欠失または挿入を施すことにより毒性を減弱させる。さらに、免疫原性組成物またはワクチンを得る方法であって、細菌がファーミキューテス、好ましくは連鎖球菌、より好ましくはブタ連鎖球菌、より好ましくは「CBS140425ブタ連鎖球菌ΔFolT変異株」としてCentraal bureau voor Schimmelculturesにおいて2015年8月19日に寄託されているΔFolT変異株、最も好ましくは「CBS143192ブタ連鎖球菌ΔFolT2変異株」としてWesterdijk Fungal Biodiversity Instituteにおいて2017年8月25日に寄託されているΔFolT変異株である、細菌に適用可能な方法を本明細書において提供する。FolT発現を減弱させることにより毒性を減弱させる本発明の方法で得ることができる、または得られた、毒性を減弱させた細菌をさらに提供し、このような細菌の培養物、および毒性が低下したこのような細菌を含む組成物または毒性が低下したこのような細菌の培養物、および毒性が低下した細菌を含む免疫原性組成物または毒性が低下した細菌の培養物を提供し、FolT発現を減弱させたこのような細菌の培養物またはFolT発現を減弱させた細菌培養物の組成物のワクチンの生成のための使用を提供する。FolT発現を減弱させた細菌もしくはFolT発現を減弱させた細菌の培養物を含む、またはFolT発現を減弱させた細菌の培養物の組成物を含む、ワクチンをさらに提供する。a)ワクチンを動物へ投与するためのディスペンサーと、b)FolT発現を減弱させた特定の細菌の同系ノックアウト株(変異株)、もしくはFolT発現を減弱させた特定の細菌の同系ノックアウト株の培養物、またはFolT発現を減弱させた特定の細菌の同系ノックアウト株の培養物を含む組成物と、c)任意選択で使用説明書とを含む組成物を含む、FolT発現感染能を有する特定の細菌に関連する疾患に対する動物へのワクチン接種用のキットをさらに提供する。FolT発現の減弱が施され、葉酸を輸送する能力が低下した、本発明のこのような特定の細菌であって、葉酸輸送体(FolT)機能を機能的に欠失させることによりこの能力が低下している、細菌は概して、葉酸を合成する能力を有する本発明のΔFolT変異株を使用する場合は特に、培養培地中で良好な増殖特性を有し、このような合成経路をインタクトのままとすると、in vitro(培地中)で増殖する能力が影響されないままとなるが、宿主(in vivo)における毒性が強力に低下し、ワクチンへの使用に非常に適したものとなる。 In another particular preferred embodiment, a ΔFolT mutant of the present invention is provided. To prepare a ΔFolT mutant nucleotide construct as a control construct in expression studies with additional bacterial ΔFolT mutants, any of these deposits can be used to perform FolT mutant gene expression or FolT mutant protein expression. You can also test. Any such deposit may be used to provide a ΔFolT mutant bacterial culture of the invention, or a composition comprising a ΔFolT mutant bacterial culture. Further provided are bacteria with reduced toxicity obtained or obtained with the methods provided herein, and cultures of such bacteria. Further provided are compositions comprising the ΔFolT mutant bacteria or ΔFolT mutant cultures of the present invention, and the use of such compositions for the production of vaccines. Further provided is a vaccine comprising a ΔFolT mutant bacterium or a ΔFolT mutant culture provided herein. In a preferred embodiment, a streptococcal vaccine strain or vaccine is provided comprising a ΔFolT mutant capable of expressing non-streptococcal proteins. Such a vector streptococcal ΔFolT mutant vaccine strain enables protection from pathogens other than streptococci when used in vaccines. Because of its non-toxic properties, the streptococcal vaccine strain or ΔFolT mutant provided herein is specific and persistent not only against streptococcal antigens, but also against other antigens expressed by this strain. To produce a positive immune response. In particular, an antigen from another pathogen is expressed here without the adverse effects of an antigen or pathogen that would otherwise be harmful to the host. Examples of such vectors are streptococcal vaccine strains or ΔFolT mutant strains, in which the antigen is actinobacillus pleuropneumonia, Bordetella, Pasteurella, E. coli, Salmonella (Salmonella), Campylobacter, Serpurina, and other pathogens. Further provided is a vaccine comprising a streptococcal vaccine strain or ΔFolT variant and a pharmaceutically acceptable carrier or adjuvant. Carriers or adjuvants are well known in the art, and examples include phosphate buffered saline, physiological saline, oil-in-water (water-in-water) emulsions, aluminum hydroxide, Specol, block polymers or copolymers and the like. The vaccines of the present invention can include vaccine strains in either killed or live form. For example, killed vaccines containing strains that (over) expressed virulence factors such as streptococci or heterologous antigens are very suitable for eliciting an immune response. In certain embodiments, the non-toxic properties provide a vaccine in which the strain is alive, and streptococcal vaccine strains based on the ΔFolT mutant provided herein produce a specific and sustained immune response Fits to There is further provided a method of controlling or eradicating streptococcal disease in a population, comprising vaccinating a subject of the population with a ΔFolT mutant vaccine of the present invention. It is presented herein that Streptococcus pneumoniae has an operon that has an important role in the pathogenesis and / or toxicity of Streptococcus pyogenes. The operon encodes two genes that are involved in folic acid acquisition and processing of folic acid into tetrahydrofolate. Folic acid is a general term for the water-soluble vitamin B group, where folic acid refers to various tetrahydrofolic acid derivatives. Such derivatives can enter the main folate metabolic cycle either directly or after initial reduction and methylation to tetrahydrofolate. Folic acid is essential for all living organisms, both prokaryotes and eukaryotes, making folate metabolism an important process. The folT-folC operon is believed to form an escape pathway and acquire folic acid under folate-restricted conditions, for example in vivo, so that the host sequesters folic acid for its own use. Under such conditions, the expression of the folT-folC operon is induced by a riboswitch. When folic acid levels drop, the riboswitch is opened and tetrahydrofolic acid is released therefrom. This allows initiation of translation by release of the ribosome binding site. The expression of folT-folC allows Streptococcus pyogenes to directly transfer folic acid by the folate transport complex, and subsequently process folic acid to tetrahydrofolate by folC. Because folic acid is important for nucleotide synthesis, acquiring folic acid directly affects the growth rate of Streptococcus pyogenes. Reduction in in vivo growth rate results in reduced toxicity. This finding was further supported by demonstrating that a folT syngeneic knockout mutant such as CBS 140425 or the mutant deposited as CBS 143192 is strongly attenuated and useful as a vaccine. Operons are actually involved in in vivo pathogenesis. The invention described herein provides herein compositions and vaccines comprising such mutants and cultures, and such FolT knockout mutants with reduced toxicity. Further provided are immunogenic compositions comprising such reduced toxicity bacteria, and the use of such compositions for the production of vaccines. Further provided herein is a vaccine comprising a mutant strain deposited as a ΔFolT mutant bacterial strain, eg, CBS140425, or CBS143192, or a culture or composition thereof. A dispenser for administering the vaccine to an animal, preferably a pig, and a ΔFolT mutant, for example CBS140425, or a mutant of the invention deposited as CBS143192, or a culture or composition thereof, optionally with instructions for use Further provided is a kit for vaccination of an animal, preferably a pig, against a disease associated with a Streptococcus pyogenes infection, comprising: In conclusion, a general method for reducing bacterial toxicity, including the step of reducing the ability of the bacterium to transport folic acid, in particular, an applicable method in which the bacterium has the ability to synthesize new folic acid. provide. The method of the invention comprises the steps of selecting a bacterium having a functional folate substrate binding protein and then attenuating the expression and / or function of the bacterial folate substrate binding protein (FolT), in particular Reducing the toxicity by applying mutation, deletion or insertion in the bacterial folT gene, for example, by applying mutation, deletion or insertion in the bacterial DNA encoding the promoter of the folT gene. In certain embodiments of the invention, it is preferred to attenuate the toxicity by mutating, deleting or inserting into the bacterial DNA encoding the transmembrane region of the folate substrate binding protein FolT. In another particular embodiment, the toxicity is attenuated by making mutations, deletions or insertions in FolT encoding a bacterial DNA region that encodes a region important for substrate binding. Furthermore, a method for obtaining an immunogenic composition or vaccine, wherein the bacterium is Fermicutes, preferably Streptococcus, more preferably Streptococcus pneumoniae, more preferably “CBS140425 Streptococcus pneumoniae ΔFolT mutant” as a central bureauau floor The ΔFolT mutant strain deposited at Schimmelcultures on August 19, 2015, and most preferably the ΔFolT mutant strain deposited at the Westerdjk Fungal Biodiversity Institute on August 25, 2017 as “CBS143192 Streptococcus pneumoniae ΔFolT2 mutant” Certain methods applicable to bacteria are provided herein. Further provided is a bacterium with reduced toxicity obtained or attenuated by the method of the present invention that attenuates toxicity by attenuating FolT expression, a culture of such bacteria, and reduced toxicity Compositions comprising such bacteria or cultures of such bacteria having reduced toxicity, and immunogenic compositions comprising bacteria having reduced toxicity or cultures of bacteria having reduced toxicity are provided, wherein FolT expression is provided The use of attenuated bacterial cultures or compositions of bacterial cultures with reduced FolT expression for the production of vaccines is provided. Further provided is a vaccine comprising a bacterium with attenuated FolT expression or a culture of bacteria with attenuated FolT expression, or comprising a composition of a bacterial culture with attenuated FolT expression. a) a dispenser for administering a vaccine to an animal; and b) a specific bacterial syngeneic knockout strain (mutant) with attenuated FolT expression or a culture of a specific bacterial syngeneic knockout strain with attenuated FolT expression. Or a specific bacterium having the ability to infect FolT expression, comprising a composition comprising a culture of a cognate knockout strain of a particular bacterium with attenuated FolT expression, and optionally c) instructions for use Further provided are kits for vaccination of animals against related diseases. Such a specific bacterium of the present invention that has been subjected to attenuation of FolT expression and reduced ability to transport folic acid, and this ability is reduced by functionally deleting folate transporter (FolT) function The bacteria generally have good growth properties in the culture medium, especially when using the ΔFolT mutants of the present invention that have the ability to synthesize folic acid, leaving such synthetic pathways intact. Then, the ability to grow in vitro (in the medium) remains unaffected, but the toxicity in the host (in vivo) is strongly reduced, making it very suitable for use in vaccines.
導入
これまでに発明者らは相補性試験法を使用して、ワクチン候補として作用し得る新規の毒性因子を同定した。この試験法を使用して、感染後の仔ブタにおいて重度の毒素性ショック様症候群を引き起こし、感染後24時間以内に死に至らせる[14]、強毒性ブタ連鎖球菌単離株(S735−pCOM1−V[10])を生成した。毒性血清型2単離株(菌株10)由来のランダムにクローン化されたゲノムDNA断片を有する約30,000種の貯蔵したクローンから単離したプラスミドDNAによる形質転換の後、S735−pCOM1−V[10]を弱毒性血清型2単離株(S735)で生成したクローンのライブラリから選定した。菌株10由来のゲノム断片のプラスミドライブラリを含む菌株S735を仔ブタに感染させることにより、毒性が高まった単離株を選定した。感染した仔ブタから単離した1つの流行性クローンは、V[10]と名付けた菌株10由来のゲノム断片3kbを含んでおり、後続の動物実験において強毒性であると実証された。V[10]は、不完全なオープンリーディングフレーム(ORF)、続いて、オペロン構造ならびに第2の不完全なORF中に2つの遺伝子(orf2およびfolC)を含んでいた。全長ORFのみが、この単離株の強毒性に寄与し得ると仮定して、発明者らはorf2−folC−オペロンの特性をさらに明らかにした。オペロン中の第1のORFは、アノテーションすることができず、ポリホリルポリグルタミン酸シンターゼ(FolC)をコードする遺伝子に対して相同性を示すオペロン中の第2のORFとしてorf2と名付けた。このオペロンは、親菌株S735を含む、すべてのブタ連鎖球菌血清型に存在した。毒性の低い菌株S735は、菌株10と比較してorf2−folCおよび非コード領域中にいくつかの一塩基多型(SNP)を含んでいた。毒性が高まったオペロンの両遺伝子は、推定毒性因子である可能性があり、そうである場合、推定ワクチン候補となり得る。ここで発明者らは、1)orf2−folC−オペロンの強毒性がorf2によって、もしくはfolCによって、またはその両方によって起こるのかどうか、および2)orf2−folC−オペロンのプロモーター領域における一塩基多型の毒性に対する作用を検討した。
Introduction So far, the inventors have used complementation testing methods to identify novel virulence factors that may act as vaccine candidates. This test method is used to cause severe toxic shock-like syndrome in post-infection piglets and to death within 24 hours after infection [14] , a highly virulent porcine streptococcal isolate (S735-pCOM1- V [10]) was generated. After transformation with plasmid DNA isolated from approximately 30,000 stored clones with randomly cloned genomic DNA fragments from a toxic serotype 2 isolate (strain 10), S735-pCOM1-V [10] was selected from a library of clones generated with an attenuated serotype 2 isolate (S735). An isolated strain with increased toxicity was selected by infecting piglets with strain S735 containing a plasmid library of genomic fragments derived from strain 10. One epidemic clone isolated from an infected piglet contained a 3 kb genomic fragment from strain 10 named V [10] and was demonstrated to be highly toxic in subsequent animal experiments. V [10] contained an incomplete open reading frame (ORF) followed by two genes (orf2 and folC) in the operon structure and the second incomplete ORF. Assuming that only the full-length ORF could contribute to the virulent toxicity of this isolate, the inventors further characterized the orf2-folc-operon. The first ORF in the operon could not be annotated and was named orf2 as the second ORF in the operon showing homology to the gene encoding polyphoryl polyglutamate synthase (FolC). This operon was present in all swine streptococcal serotypes, including the parental strain S735. The less toxic strain S735 contained orf2-folc and several single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the non-coding region compared to strain 10. Both genes of the operon with increased toxicity may be putative virulence factors, in which case they can be putative vaccine candidates. Here we have 1) whether orf2-folC-operon strong toxicity is caused by orf2, or by folC, or both, and 2) single nucleotide polymorphisms in the promoter region of orf2-folC-operon. The effect on toxicity was examined.
材料と方法
細菌株およびプラスミド
ブタ連鎖球菌をTodd−Hewitt培地(Oxoid製、London、United Kingdom)で培養し、6%(vol/vol)のウマ血液を含むColumbia血液ベース寒天プレート(Oxoid製)上に播種した。大腸菌をLuria Brothで培養し、1.5%(wt/vol)の寒天を含むLuria Broth上に播種した。必要に応じて、エリスロマイシンをブタ連鎖球菌に1μg ml-1、大腸菌に200μg ml-1加えた。この試験において使用する、菌株10由来のゲノム断片(S735−pCOM1−V[10])3kbを含むプラスミドで補完したブタ連鎖球菌株S735、および他のブタ連鎖球菌は、これまでに説明している[14](図1)。
Materials and Methods Bacterial strains and plasmids Streptococcus pyogenes are cultured in Todd-Hewitt medium (Oxoid, London, United Kingdom) on a Columbia blood base agar plate (Oxoid) containing 6% (vol / vol) horse blood. Sowing. E. coli was cultured in Luria Broth and seeded on Luria Broth containing 1.5% (wt / vol) agar. If necessary, 1 [mu] g ml -1 erythromycin in Streptococcus suis, it was added 200 [mu] g ml -1 E. coli. The Streptococcus pyogenes strain S735 supplemented with a plasmid containing 3 kb of the genomic fragment derived from strain 10 (S735-pCOM1-V [10]) and other Streptococcus used in this study have been described so far. [14] (Figure 1).
(例1)ブタ連鎖球菌株S735の相補性試験
菌株10由来のオペロンの推定プロモーター領域が先行する、V[10]オペロン中の2つのORF(すなわちorf2[10]またはfolC[10])のうちの1つを含むプラスミドpCOM1で、またはorf2およびS735由来の同族の上流プロモーター(orf2[S735])を含むプラスミドpCOM1でS735を補完した(図1)。このようなプラスミドを構築するために、制限部位を有するプライマーをorf2[10]もしくはorf2[S735](comE1〜comE2)、folC[10](comE4〜comE6)またはオペロンのプロモーター領域(comE1〜comE3)を増幅するように設計した(表1)。得られたPCR産物orf2[10]およびorf2[S735]を制限酵素SacIおよびBamHIを使用して分解し、pKUN19[15]にクローン化し、同制限酵素で分解し、続いてpCOM1にクローン化して、それぞれpCOM1−orf2[10]およびpCOM1−orf2[S735]を得た。folC[10]のPCRアンプリコンを制限酵素SmaIおよびBamHIを使用して分解し、同制限酵素で切断されるpKUN19にクローン化した。V[10]のプロモーター領域を含むPCR産物を制限酵素SacIおよびSmaIを使用してfolC[10]の前でクローン化した。続いて、プロモーターV[10]−folC[10]の完全な断片をSacIおよびBamHIを使用してpKUN19から分解し、同制限酵素で切断されるpCOM1にクローン化して、pCOM1−folC[10]を得た。プロモーター−folC[10]の融合産物が転写されたことを確認するために、35S−メチオニンを使用してin vitro転写/翻訳を実施した。FolCの分子量(46.8kDa)の明白なバンドが検出され、融合産物が発現し、翻訳され得ることを実証した(図2)。すべてのプラスミドをエレクトロポレーションによりブタ連鎖球菌株S735に導入した。さらに、pCOM1−V[10]をエレクトロポレーションにより無毒性血清型2菌株T15に導入してT15−pCOM1−V[10]を得た。
(Example 1) Complementation test of Streptococcus pyogenes S735 Of two ORFs in the V [10] operon (ie, orf2 [10] or foC [10]) preceded by a putative promoter region of the operon from strain 10 S735 was supplemented with plasmid pCOM1 containing one of the two or plasmid pCOM1 containing the cognate upstream promoter from orf2 and S735 (orf2 [S735]) (FIG. 1). In order to construct such a plasmid, primers having restriction sites are orf2 [10] or orf2 [S735] (comE1-comE2), foC [10] (comE4-comE6) or the operon promoter region (comE1-comE3). Were designed to amplify (Table 1). The resulting PCR products orf2 [10] and orf2 [S735] were digested using the restriction enzymes SacI and BamHI, cloned into pKUN19 [15] , digested with the same restriction enzymes, and subsequently cloned into pCOM1, PCOM1-orf2 [10] and pCOM1-orf2 [S735] were obtained, respectively. The folC [10] PCR amplicon was digested using the restriction enzymes SmaI and BamHI and cloned into pKUN19 which was cleaved with the same restriction enzymes. A PCR product containing the promoter region of V [10] was cloned in front of folC [10] using restriction enzymes SacI and SmaI. Subsequently, the complete fragment of promoter V [10] -folc [10] was digested from pKUN19 using SacI and BamHI, cloned into pCOM1 cleaved with the same restriction enzymes, and pCOM1-folc [10] was cloned. Obtained. In vitro transcription / translation was performed using 35 S-methionine to confirm that the fusion product of promoter-folC [10] was transcribed. A clear band of FolC molecular weight (46.8 kDa) was detected, demonstrating that the fusion product can be expressed and translated (FIG. 2). All plasmids were introduced into porcine Streptococcus strain S735 by electroporation. Furthermore, pCOM1-V [10] was introduced into non-toxic serotype 2 strain T15 by electroporation to obtain T15-pCOM1-V [10].
(例2)相補単離株による実験感染
帝王切開で誕生した無菌仔ブタの実験感染を既報のように[14]実施した。感染前に、6%のウマ血液を含むColumbia寒天プレート上に扁桃腺のスワブを播種することにより仔ブタの無菌状態を確認した。簡潔には、1週齢の無菌ブタ4または5匹を106コロニー形成単位(CFU)のブタ連鎖球菌に静脈内投与により感染させ、次いで、40mg kg-1体重のエリスロマイシン(エリスロマイシン−ステアリン酸塩、Abbott B.V.製、Amstelveen、The Netherlands)を1日2回、直ちに経口投与して、pCOMプラスミドを有するブタ連鎖球菌単離株に対する選択圧を保った。感染したブタを1日2回、臨床徴候および細菌学的分析のために採取した扁桃腺スワブについてモニターした。ブタ連鎖球菌による感染の後、関節炎、髄膜炎、または敗血症の臨床徴候が見られた場合、ブタを安楽死させた。CNS、漿膜および関節の組織試料を剖検の間に採取し、均質化し、6%のウマ血液および1μg ml-1のエリスロマイシンを含むColumbia寒天プレート上に段階希釈物を播種することにより細菌細胞数を定量した。本明細書に含まれる種々の動物実験からの結果を比較可能とするために、非特異的および特異的症状の一律の採点法をすべての動物実験に適用した。非特異的症状は、食欲不振および鬱を含んでおり、これは0(無)、0.5(軽度の食欲不振/鬱)または1(重度の食欲不振/鬱)で採点された。特異的症状には、これらはすべて敗血症または漿膜炎の症状であるため、跛行、中枢神経系(CNS)症状(循環動作すなわち円を描いて歩行すること、後弓反張、眼振のような運動性障害)ならびに逆毛、円背(脊柱後湾症)および震えが含まれた。このような観察結果に基づいて、特異的または非特異的症状のいずれかが見られた観察結果の数を、このパラメータについての観察結果の総数で割ることにより臨床的指標を算出した。これは、特異的または非特異的症状のいずれかが見られた観察結果の割合を示す。「発熱指標(Fever Index)」に同様の方法を採用した。発熱は、体温>40℃と定義した。「平均致死日数」を生存パラメータとして使用した。人道的エンドポイント(HEP)に達した後、動物を安楽死させたが、接種からHEP到達までの期間は、感染の重症度を同様に意味している。これは、接種から致死までの日数の生存率を平均することにより算出する。
(Example 2) Experimental infection with complementary isolates Experimental infection of sterile piglets born by caesarean section was performed as previously described [14] . Prior to infection, the aseptic condition of the piglets was confirmed by inoculating swollen tonsils on a Columbia agar plate containing 6% horse blood. Briefly, 4 or 1 week old sterile pigs were infected intravenously with 10 6 colony forming units (CFU) of Streptococcus pneumoniae, followed by 40 mg kg −1 body weight erythromycin (erythromycin-stearate) (Abbott BV, Amstelveen, The Netherlands) was orally administered twice daily to maintain selective pressure against the Streptococcus pneumoniae isolate carrying the pCOM plasmid. Infected pigs were monitored twice daily for tonsillar swabs collected for clinical signs and bacteriological analysis. Pigs were euthanized if they showed clinical signs of arthritis, meningitis, or sepsis after infection with Streptococcus pneumoniae. CNS, serosa and joint tissue samples were collected during necropsy, homogenized, and bacterial cell counts were determined by seeding serial dilutions on Columbia agar plates containing 6% horse blood and 1 μg ml -1 erythromycin. Quantified. In order to be able to compare the results from the various animal experiments contained herein, a uniform scoring system for non-specific and specific symptoms was applied to all animal experiments. Nonspecific symptoms included anorexia and depression, which were scored at 0 (none), 0.5 (mild anorexia / depression) or 1 (severe anorexia / depression). Specific symptoms include symptoms of lameness, central nervous system (CNS) symptoms (such as circulatory movement or walking in a circle, posterior arch reflex, nystagmus, as these are all symptoms of sepsis or serositis Motility disorders) as well as reverse hair, dorsal dorsum (back vertebral bay) and tremor. Based on these observations, a clinical index was calculated by dividing the number of observations in which either specific or non-specific symptoms were seen by the total number of observations for this parameter. This indicates the percentage of observations in which either specific or non-specific symptoms were seen. A similar method was adopted for “Fever Index”. Fever was defined as body temperature> 40 ° C. “Mean lethal days” was used as a survival parameter. After reaching the humane endpoint (HEP), the animals were euthanized, but the time from inoculation to reaching HEP also means the severity of the infection. This is calculated by averaging the survival rate in days from inoculation to lethality.
Wageningen UR、Lelystad、NLのCentral Veterinary Institute(現在はWageningen Bioveterinary Research(WBVR)と呼ばれる)の施設で菌株CBS140425による動物実験を実施し、Wageningen UR、Lelystad、NLのCentral Veterinary Instituteの倫理委員会により動物実験に関するオランダ法規(#809.47126.04/00/01および#870.47126.04/01/01)に従って承認された。菌株CBS140425および143192による動物実験もまた、動物実験に関する米国法規に従って実施した。 Animal experiments with strain CBS140425 were conducted at the facility of Wageningen UR, Lelystad, NL's Central Veterinary Institute (currently called Wageningen Bioventional Research (WBVR)), and Wageningen UR, Lelystad of the Wageningen UR, Lelystad Approved in accordance with Dutch regulations regarding experiments (# 809.47126.04 / 00/01 and # 8700.471126.04 / 01/01). Animal experiments with strains CBS 140425 and 143192 were also performed in accordance with US regulations regarding animal experiments.
群の臨床的指標(発熱指標、特異的症状および非特異的症状)について、群間で分散の均一性がなかったため、ノンパラメトリックなKruskal−Wallis検定を使用して統計学的分析を実施した。後続の分析では、Mann−WhitneyのU検定を使用して、3パラメータすべてについて、すべての群を対で対照群(S735−pCOM1)と比較した。差異は、p<0.05で統計学的に有意であるとみなされた。SPSS19(IBM製、New York、USA)を使用して算定を行った。 Statistical analysis was performed using the nonparametric Kruskal-Wallis test for group clinical indicators (fever index, specific and non-specific symptoms) due to the lack of uniformity of variance between groups. In subsequent analyses, Mann-Whitney U test was used to compare all groups in pairs to the control group (S735-pCOM1) for all three parameters. Differences were considered statistically significant at p <0.05. Calculations were performed using SPSS19 (IBM, New York, USA).
(例3)菌株10ΔfolT(CBS140425)による実験感染、実験1
4週齢の仔ブタ10匹を動物5匹の2群としてCVI動物施設で飼育した。仔ブタは、餌および清浄水を自由に得ることができた。温暖な光および遊具を与えられた動物が実験を通して利用可能であった。実験の開始前に仔ブタの扁桃腺スワブをPCRによりブタ連鎖球菌血清型2のコロニー形成に関してスクリーニングした。PCR陰性仔ブタのみが実験の対象となった。10日後、1.1×106CFUの野生型菌株10または9.2×105CFUの変異株10ΔfolTのいずれかに、頸静脈からの静脈内投与により動物を感染させた。感染前に仔ブタの基礎体温を3日の期間毎日モニターした。感染前にEDTA血液を採取して感染前血漿試料、ならびに白血球(WBC)数の基礎レベルを得た。感染したブタを1日3回、午後8時、午前3時および午前9時に臨床徴候についてモニターした。非特異的症状には、食欲不振および鬱が含まれ、一方、特異的症状には、跛行、中枢神経系(CNS)症状(循環動作すなわち円を描いて歩行すること、後弓反張(opistotonus)、眼振のような運動性障害)ならびに逆毛、円背(脊柱後湾症)および震えが含まれ、これらはすべて敗血症または漿膜炎の症状であった。扁桃腺および糞便スワブを毎日、細菌学的分析のために採取した。血液を毎日、細菌学的分析、WBC計数および血漿採取のために採取した。ブタ連鎖球菌による感染の後、関節炎、髄膜炎、または敗血症の臨床徴候が見られた場合、ブタを安楽死させた。剖検では、内臓(腎臓、肝臓、脾臓、腹膜および心膜)を6%のウマ血液を含むColumbia寒天プレート上に播種することによりブタ連鎖球菌について細菌学的にスクリーニングした。化膿性関節炎、心膜炎または腹膜炎のようなブタ連鎖球菌に肉眼的に感染している臓器を段階希釈で播種して細菌量を測定した。このような臓器の組織試料を組織学的検査のためにホルマリン中に固定した。動物実験は、Wageningen UR、Lelystad、The NetherlandsのCentral Veterinary Instituteの倫理委員会により動物実験に関するオランダ法規(#2014011)に従って承認された。
(Example 3) Experimental infection with strain 10ΔfolT (CBS140425), Experiment 1
Ten 4-week-old piglets were reared at the CVI animal facility as two groups of 5 animals. The piglets were free to get food and clean water. Animals given warm light and playground equipment were available throughout the experiment. Prior to the start of the experiment, piglet tonsil swabs were screened for colonization of Streptococcus serotype 2 by PCR. Only PCR negative piglets were included in the experiment. Ten days later, either 1.1 × 10 6 CFU wild type strain 10 or 9.2 × 10 5 CFU mutant 10ΔfolT were infected by intravenous administration from the jugular vein. Prior to infection, the basal body temperature of the piglets was monitored daily for a period of 3 days. EDTA blood was collected prior to infection to obtain a pre-infection plasma sample, as well as a basal level of white blood cell (WBC) count. Infected pigs were monitored for clinical signs three times a day at 8 pm, 3 am and 9 am. Non-specific symptoms include anorexia and depression, while specific symptoms include lameness, central nervous system (CNS) symptoms (circulating movement or walking in a circle, opistotonus) ), Motility disorders such as nystagmus), and reverse hair, dorsal dorsi (post-spondylosis) and tremors, all of which were symptoms of sepsis or serositis. Tonsils and fecal swabs were collected daily for bacteriological analysis. Blood was collected daily for bacteriological analysis, WBC count and plasma collection. Pigs were euthanized if they showed clinical signs of arthritis, meningitis, or sepsis after infection with Streptococcus pneumoniae. At necropsy, the viscera (kidney, liver, spleen, peritoneum and pericardium) were bacteriologically screened for Streptococcus pneumoniae by seeding on Columbia agar plates containing 6% horse blood. Organs that were macroscopically infected with Streptococcus pneumoniae, such as pyogenic arthritis, pericarditis or peritonitis, were seeded at serial dilutions to determine the bacterial load. Tissue samples of such organs were fixed in formalin for histological examination. The animal experiment was approved by the Ethical Committee of the Central Veterinary Institute of Wageningen UR, Lelystad, The Netherlands according to the Dutch Code for Animal Experiments (# 2014011).
(例4)菌株10ΔfolT(CBS140425)による実験感染、実験2
第2の実験では、約3週齢の仔ブタ(市販の交配種)を使用した。仔ブタは、ブタ連鎖球菌に対してワクチン接種されておらず、PRRSV陰性群に由来しており、薬物混入飼料を一度も与えておらず、登録時、ブタ連鎖球菌血清型2についてPCRにより扁桃腺スワブ陰性であった。処置群(各仔ブタ10匹)を別々に飼育した。動物に3.48E+07CFUの野生型菌株10または1.45E+07の変異株10ΔfolTのいずれかを静脈内投与により接種した。1日1回、ブタ連鎖球菌関連疾患の臨床徴候(例えば、体温の上昇、跛行、および行動の変化)について7日間、動物を観察した。人道的エンドポイントに達した臨床徴候(例えば、CNS徴候、衰弱性跛行)を示す任意の動物を安楽死させて苦痛を最小限とした。安楽死させた動物を剖検して、ブタ連鎖球菌疾患と典型的に関連する病変を同定した。観察期間の終了まで生存した動物を同様に安楽死させ、剖検した。
(Example 4) Experimental infection with strain 10ΔfolT (CBS140425), Experiment 2
In the second experiment, about 3 weeks old piglets (commercial hybrids) were used. The piglets are not vaccinated against Streptococcus pneumoniae, are from the PRRSV negative group, have not been given any drug-contaminated feed, and at registration, the tonsils by PCR for Streptococcus pyogenes serotype 2 The gland swab was negative. Treatment groups (10 piglets each) were raised separately. Animals were inoculated by intravenous administration with either 3.48E + 07 CFU wild type strain 10 or 1.45E + 07 mutant strain 10ΔfolT. Animals were observed once daily for 7 days for clinical signs of Streptococcus pneumoniae-related disease (eg, increased body temperature, lameness, and behavioral changes). Any animal showing clinical signs that reached the humane endpoint (eg, CNS signs, debilitating lameness) was euthanized to minimize pain. Euthanized animals were necropsied to identify lesions typically associated with swine streptococcal disease. Animals that survived until the end of the observation period were similarly euthanized and necropsied.
(例5a)ΔFolT2菌株(CBS143192)によるブタへのワクチン接種およびブタ連鎖球菌血清型2への曝露後の防御
市販の交配ブタにおいて試験を実施した。第1のワクチン接種日時点でブタは21±7日齢であった。動物は、ブタ連鎖球菌に対してワクチン接種されたことがなく、ブタ連鎖球菌血清型2についてPCRにより扁桃腺スワブ陰性であり、血清学的検査によりPRRSV陰性であり、ブタ連鎖球菌血清型2についてPCRにより扁桃腺スワブ陰性であった雌のブタに由来した。試験群、ワクチン接種経路および用量、ワクチン接種の日数、ならびに曝露の日程および経路を表6に列挙する。使用した培地を表7に記載する。
34日目に、血液および扁桃腺のスワブをすべての動物から採取し、次いで、厳格対照動物は別の区域に移し、一方、他のすべての群は混合した。35日目に、約2×109CFUの毒性ブタ連鎖球菌血清型2単離株を腹腔内(ip)投与により動物に曝露した。
Example 5a: Vaccination of pigs with ΔFolT2 strain (CBS143192) and protection after exposure to swine streptococci serotype 2 Tests were carried out in commercial mating pigs. The pigs were 21 ± 7 days of age as of the first vaccination date. The animal has never been vaccinated against Streptococcus pneumoniae, is negative for tonsils swabs by PCR for Streptococcus pneumoniae serotype 2, is negative for PRRSV by serological tests, and for Streptococcus pneumoniae serotype 2 Derived from a female pig that was negative for tonsils swabs by PCR. Table 6 lists the test groups, vaccination routes and doses, days of vaccination, and schedule and routes of exposure. The media used are listed in Table 7.
On day 34, blood and tonsil swabs were collected from all animals, then strict control animals were transferred to another area, while all other groups were mixed. On day 35, approximately 2 × 10 9 CFU of toxic Streptococcus serotype 2 isolates were exposed to animals by intraperitoneal (ip) administration.
曝露後7日間、ブタ連鎖球菌に関連する疾患の徴候について動物を観察した。致死していた動物または動物福祉のためオフテスト前に安楽死させた動物を剖検した。剖検の間、ブタ連鎖球菌疾患と典型的に関連する肉眼的徴候について動物を評価し、CNS(すなわち脳)および関節のスワブを採取した。オフテストでは、すべての残存動物を安楽死させ、剖検し、試料を採取した。
ワクチンおよびプラセボの調製について表7に記載する。
曝露物質の調製について表8に記載する。
ブタ連鎖球菌ΔFolT変異株のワクチン接種により、致死した動物または曝露後観察期間に動物福祉のため安楽死させる必要があった動物の数が減少した(表9および図16参照)。さらに、ΔFolTのワクチン接種により、重度の跛行の所見(すなわち、立つことができない、または立ち上がろうとしない動物の数)、ならびに周囲に無関心であるように非常に制限される状態を動物が示す、アパシーの所見が減少した(表10および表11参照)。
剖検の間、フィブリンおよび/または髄液の存在により示される脳の炎症の徴候が、ΔFolTワクチン接種動物において、陰性対照と比較して少ない頻度で見られた(表12参照)。
ΔFolT菌株をワクチン接種した動物より剖検で採取した脳および関節のスワブから、ブタ連鎖球菌曝露単離株は、陰性対照と比較して少ない頻度で回収された(表13および表14参照)。
Animals were observed for signs of disease associated with Streptococcus pneumoniae for 7 days after exposure. Necropsy was performed on animals that had been killed or euthanized prior to off-test for animal welfare. During necropsy, animals were evaluated for gross signs typically associated with swine streptococcal disease, and CNS (ie brain) and joint swabs were collected. In the off-test, all remaining animals were euthanized, necropsied and samples taken.
The preparation of vaccines and placebo is described in Table 7.
The preparation of the exposed substance is described in Table 8.
Vaccination with the Streptococcus pneumoniae ΔFolT mutant reduced the number of dead animals or animals that had to be euthanized for animal welfare during the post-exposure observation period (see Table 9 and FIG. 16). In addition, ΔFolT vaccination shows that the animal exhibits severe claudication findings (ie, the number of animals that cannot stand or do not attempt to stand up), as well as conditions that are very limited to being indifferent to the surroundings. (See Table 10 and Table 11).
During necropsy, signs of brain inflammation indicated by the presence of fibrin and / or cerebrospinal fluid were seen less frequently in ΔFolT vaccinated animals compared to negative controls (see Table 12).
From brain and joint swabs collected at autopsy from animals vaccinated with ΔFolT strain, Streptococcus pyogenes isolated isolates were recovered less frequently than negative controls (see Table 13 and Table 14).
(例5b)菌株10ΔfolT(CBS140425)によるブタへのワクチン接種およびブタ連鎖球菌血清型2への曝露後の防御
第1のワクチン接種日の時点で21+/−5日齢の市販の交配ブタにおいて試験を行った。動物は、ブタ連鎖球菌に対してワクチン接種されたことがなく、ブタ連鎖球菌血清型2についてPCRにより扁桃腺スワブ陰性であり、血清学的検査によりPRRSV陰性であり、ブタ連鎖球菌血清型2についてPCRにより扁桃腺スワブ陰性であった雌のブタに由来した。試験群、試験開始時点の動物/群の数、ワクチン接種用量、ワクチン接種の日数、ワクチン接種経路、曝露の日程および曝露経路を表15に記載する。
35日目に、血液および扁桃腺のスワブをすべての動物から採取し、厳格対照動物を安楽死させた。36日目に、約2×109CFUの毒性ブタ連鎖球菌血清型2単離株を腹腔内投与により動物に曝露した。
Example 5b: Vaccination of pigs with strain 10ΔfolT (CBS140425) and protection after exposure to swine streptococcus serotype 2 Tested in 21 +/- 5 day old commercial mating pigs as of the first vaccination date Went. The animal has never been vaccinated against Streptococcus pneumoniae, is negative for tonsils swabs by PCR for Streptococcus pneumoniae serotype 2, is negative for PRRSV by serological tests, and for Streptococcus pneumoniae serotype 2 Derived from a female pig that was negative for tonsils swabs by PCR. The test groups, the number of animals / group at the start of the study, the vaccination dose, the number of days of vaccination, the vaccination route, the date of exposure and the route of exposure are listed in Table 15.
On day 35, blood and tonsil swabs were collected from all animals and strict control animals were euthanized. On day 36, approximately 2 × 10 9 CFU of toxic Streptococcus serotype 2 isolates were exposed to the animals by intraperitoneal administration.
曝露後7日間、ブタ連鎖球菌と関連する疾患の徴候について動物を観察した。致死していた動物または動物福祉のためオフテスト前に安楽死させる必要があった動物を剖検した。剖検の間、ブタ連鎖球菌疾患と典型的に関連する肉眼的徴候について動物を評価し、CNSスワブを採取した。オフテストでは、すべての残存動物を安楽死させ、剖検し、試料を採取した。
ワクチンおよびプラセボの調製について表16に記載する。曝露物質の調製について表17に記載する。
ブタ連鎖球菌FolT変異株により、跛行を示す動物の数、曝露後、異常行動(すなわち鬱、昏睡)を示す動物の数ならびに致死した動物または曝露後観察期間に動物福祉のため安楽死させる必要があった動物の数が減少した(表18、表19および表20ならびに図17参照)。
オフテスト(すなわち曝露後7日目または致死もしくは安楽死による試験からの解除時)では、脳における異常所見(すなわちフィブリン、髄液)ならびに胸腔における異常所見(すなわちフィブリン、胸水、肺うっ血、肺炎)について動物を観察した。さらに、ブタ連鎖球菌の回収のために脳から試料を採取した。結果を表21、表22および表23に列挙する。
Animals were observed for signs of disease associated with Streptococcus pyogenes for 7 days after exposure. Necropsy was performed on animals that were dead or needed to be euthanized prior to off-test for animal welfare. During necropsy, animals were evaluated for macroscopic signs typically associated with swine streptococcal disease and CNS swabs were collected. In the off-test, all remaining animals were euthanized, necropsied and samples taken.
The preparation of vaccines and placebo is described in Table 16. The exposure material preparation is described in Table 17.
With the Streptococcus pyogenes FolT mutant, the number of animals exhibiting lameness, the number of animals exhibiting abnormal behavior (ie depression, coma) after exposure and the need to be euthanized for animal welfare during the lethal animal or post-exposure observation period The number of animals that were present decreased (see Table 18, Table 19 and Table 20 and FIG. 17).
Off-test (ie, 7 days after exposure or release from study due to lethality or euthanasia), abnormal findings in the brain (ie fibrin, cerebrospinal fluid) and abnormal findings in the thoracic cavity (ie fibrin, pleural effusion, pulmonary congestion, pneumonia) Animals were observed for. In addition, a sample was taken from the brain for recovery of Streptococcus pneumoniae. The results are listed in Table 21, Table 22 and Table 23.
(例6)cDNA合成および定量PCR
RT−PCR
200ngのRNAを使用して、25ng μl-1のランダムプライマー(Promega製、Madison、WI、USA)、10mMのdNTP(Promega製)、10mMのDTT(Invitrogen製)、40UのRNAsin(Promega製)およびSuperScriptII逆転写酵素(Invitrogen製)を使用する反応において製造者の説明書に従ってcDNAを合成した。
qPCR
qPCR解析用にcDNAを20倍に希釈した。PrimerExpressソフトウェア(Applied Biosystems製、Foster City、CA、USA)を使用してプライマーを設計した(表1)。各反応では、12.5pmolのフォワードプライマー、12.5pmolのリバースプライマーおよびPOWER SYBR Green PCR Master Mix(Applied Biosystems製)を製造者の説明書に従って使用した。ABI7500(Applied Biosystems製)を使用してqPCRを実施した。GeNormソフトウェア(GeNorm)を使用して最も安定に発現した参照遺伝子を定量した。ブタ連鎖球菌では、試験した6つの潜在的参照遺伝子(ホスホグリセリン(phosphogelycerate)酸デヒドロゲナーゼ(pgd)、アセチルCoAアセチルトランスフェラーゼ(aca)、mutS、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(gdh))の発現においてrecAの可変性が最も少なかった。Genormにより発現データを発現の安定性を示す数値に統合し、この場合、1は最も安定な遺伝子を示す。ブタ連鎖球菌の安定数は、gdhの1.667からrecAの1.217までの範囲であった。このような参照遺伝子の発現のレベルを測定してRNA回収条件およびRT反応条件における差異を調整した。各qPCRの実行において、その反応における標的遺伝子のクローンPCR産物を含むベクターのデータからなる検量線を組み込んだ。検量線は、対照ベクターの7つの10倍希釈物のデータから構成された。このように標的遺伝子の発現レベルと外部参照遺伝子の発現レベルの両方が、検量線から算出され得る。各反応では、cDNAまたは陰性対照としての鋳型の配置に水を使用した。ABI7500ソフトウェア(Applied Biosystems製)を使用して解析を実施した。
Example 6: cDNA synthesis and quantitative PCR
RT-PCR
Using 200 ng of RNA, 25 ng μl −1 random primers (Promega, Madison, WI, USA), 10 mM dNTP (Promega), 10 mM DTT (Invitrogen), 40 U RNAsin (Promega) and CDNA was synthesized according to the manufacturer's instructions in a reaction using SuperScript II reverse transcriptase (Invitrogen).
qPCR
The cDNA was diluted 20 times for qPCR analysis. Primers were designed using Primer Express software (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) (Table 1). In each reaction, 12.5 pmol forward primer, 12.5 pmol reverse primer and POWER SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) were used according to the manufacturer's instructions. QPCR was performed using ABI7500 (Applied Biosystems). The most stably expressed reference gene was quantified using GeNorm software (GeNorm). In Streptococcus pneumoniae, the variability of recA is highest in the expression of the six potential reference genes tested (phosphoglycerate acid dehydrogenase (pgd), acetyl CoA acetyltransferase (aca), mutS, glutamate dehydrogenase (gdh)). There were few. Genorm integrates the expression data into a numerical value indicating the stability of expression, where 1 indicates the most stable gene. The stable number of Streptococcus pneumoniae ranged from 1.667 for gdh to 1.217 for recA. The level of expression of such a reference gene was measured to adjust for differences in RNA recovery conditions and RT reaction conditions. In each qPCR run, a calibration curve consisting of vector data containing the cloned PCR product of the target gene in the reaction was incorporated. A standard curve was constructed from data for seven 10-fold dilutions of the control vector. Thus, both the expression level of the target gene and the expression level of the external reference gene can be calculated from the calibration curve. In each reaction, water was used to place the cDNA or template as a negative control. Analysis was performed using ABI7500 software (Applied Biosystems).
配列解析
配列決定反応および配列解析をBaseclear(Leiden、The Netherlands)により実施した。
Sequence analysis Sequencing reactions and sequence analysis were performed by Baseclear (Leiden, The Netherlands).
(例7)部位特異的変異導入
Quick−change II部位特異的変異導入キット(Agilent Technologies製、La Jolla、CA、USA)を製造者の説明書に従って使用し部位特異的変異導入を達成した。添付のソフトウェア(Agilent Technologies製)によりPCRプライマーを設計した(表1)。プライマーt448aおよびt488a_アンチセンスを使用することにより、プラスミドpCOM−orf2[S735]を増幅して、S735のorf2−folC−オペロンの推定プロモーター領域の−35領域を5’−TGGTCA−3’から5’−TGGACA−3’まで変える所望の変異を導入した(図1)。DpnIを使用して反応混合物を分解して元の鋳型ベクターを不活性化し、続いてXL−1−blueコンピテント細胞(Invitrogen製)に形質転換した。ベクター骨格にPCRエラーが生じる可能性を除外するために、制限酵素BamHIおよびSacIによる分解後にプラスミドの挿入断片(orf2[S735])を鋳型ベクターから単離し、同制限酵素により分解されるpCOM1にクローン化した。得られたプラスミドをブタ連鎖球菌単離株S735にエレクトロポレーションにより導入し、1μg ml-1のエリスロマイシンを含むColumbia寒天上で形質転換体を選定して、S735−pCOM1−orf2[S735][t488a]を得た。配列決定を利用して最終構築物におけるPCRエラーの存在を除外した。
(Example 7) Site-directed mutagenesis Site-directed mutagenesis was achieved using a Quick-change II site-directed mutagenesis kit (Agilent Technologies, La Jolla, CA, USA) according to the manufacturer's instructions. PCR primers were designed by the attached software (manufactured by Agilent Technologies) (Table 1). The plasmid pCOM-orf2 [S735] was amplified by using primers t448a and t488a_antisense, and the -35 region of the putative promoter region of the orf2-folc-operon of S735 was changed from 5'-TGGTCA-3 'to 5' -A desired mutation was introduced that changes up to TGGACA-3 '(Figure 1). The reaction mixture was digested using DpnI to inactivate the original template vector and subsequently transformed into XL-1-blue competent cells (Invitrogen). In order to exclude the possibility of PCR errors in the vector backbone, the plasmid insert (orf2 [S735]) was isolated from the template vector after digestion with the restriction enzymes BamHI and SacI and cloned into pCOM1 which was degraded by the restriction enzymes. Turned into. The resulting plasmid was introduced into Streptococcus pneumoniae isolate S735 by electroporation, transformants were selected on Columbia agar containing 1 μg ml −1 erythromycin, and S735-pCOM1-orf2 [S735] [t488a ] Was obtained. Sequencing was used to rule out the presence of PCR errors in the final construct.
(例8)ブタ連鎖球菌葉酸基質結合タンパク質(folT)のノックアウト変異株の構築
スペクチノマイシン耐性カセットを用いてfolTを破壊することにより同系folTノックアウト変異株を菌株10において構築した。pCOM1−V[10][14]をBamHIで分解し、BamHIで分解したpKUNプラスミドに連結して、pKUN−V[10]を得た。V[10]の3’部分を除去するために、pKUN−V[10]をSphIで分解し、その後、ベクター断片を精製、連結して、pKUN−V[10]*を得た。pKUN−V[10]*をXmnIで部分的に分解し、線状ベクター断片を精製し、平滑末端スペクチノマイシン耐性カセットにより連結して、pKUN−V[10]*−SpecRを得た。変異株の構築では、V[10]*−SpecRをPCRによりV735−fwおよびM13−revを使用して増幅した。PCR Purification Kit(Qiagen製)を使用してPCR産物を精製した。精製したPCR産物を使用し、Zaccariaらにより記載されているように[16]コンピテンス誘導因子としてComSを使用してブタ連鎖球菌株10を形質転換し、相同組換を誘導した。6%(vol/vol)のウマ血液および100μg ml-1のスペクチノマイシンを含むColumbia寒天プレート上で形質転換体を選定した。PCRにより二重交差をチェックし、サザンブロット法を使用して確認した。点変異が生じる可能性を除外するために、同系ノックアウト変異株の染色体DNAを単離し、菌株10に形質転換した。さらに6%(vol/vol)のウマ血液および100μg ml-1のスペクチノマイシンを含むColumbia寒天プレート上で変異株を選定し、PCRによりスクリーニングして、菌株10ΔfolTを得た。このプロトタイプ組換ΔFolT変異株は、「CBS140425ブタ連鎖球菌ΔFolT変異株」として、Centraalburau voor Schimmelculturesにおいて、ブダペスト条約の法規に基づいた特許手続きを目的として2015年8月19日に寄託されている。
Example 8 Construction of Streptococcus folate Substrate Binding Protein (folT) Knockout Mutant A syngeneic folT knockout mutant was constructed in strain 10 by destroying folT using a spectinomycin resistance cassette. pCOM1-V [10] [14] was digested with BamHI and ligated to pKUN plasmid digested with BamHI to obtain pKUN-V [10]. In order to remove the 3 ′ portion of V [10], pKUN-V [10] was digested with SphI, and then the vector fragment was purified and ligated to obtain pKUN-V [10] * . pKUN-V [10] * was partially digested with XmnI, and the linear vector fragment was purified and ligated with a blunt-end spectinomycin resistance cassette to obtain pKUN-V [10] * -Spec R. For construction of the mutant strain, V [10] * -Spec R was amplified by PCR using V735-fw and M13-rev. The PCR product was purified using PCR Purification Kit (Qiagen). The purified PCR product was used to transform Streptococcus pneumoniae strain 10 using ComS as a [16] competence inducer as described by Zaccaria et al. To induce homologous recombination. Transformants were selected on Columbia agar plates containing 6% (vol / vol) horse blood and 100 μg ml −1 spectinomycin. Double crossovers were checked by PCR and confirmed using Southern blotting. To exclude the possibility of point mutations, the chromosomal DNA of a syngeneic knockout mutant was isolated and transformed into strain 10. Further, mutant strains were selected on a Columbia agar plate containing 6% (vol / vol) horse blood and 100 μg ml −1 spectinomycin and screened by PCR to obtain strain 10ΔfolT. This prototype recombinant ΔFolT mutant strain was deposited as “CBS140425 Streptococcus pneumoniae ΔFolT mutant strain” at the Centralalburau room Scheme cultures on August 19, 2015 for the purpose of patent procedures based on the laws of the Budapest Treaty.
(例9)スペクチノマイシン耐性遺伝子を含まないΔfolT欠失変異株
スペクチノマイシン耐性遺伝子を含まないΔfolT欠失変異株もまた構築した。このために、温度感受性シャトルベクターpSET5s(Takamatsu D., Osaki, M. and Sekizaki, T. 2001. Plasmids 46:140-148)を使用した。プラスミドpSET5sは、温度感受性複製起点を含み、大腸菌において37℃で増殖させることができるが、プラスミドの複製は、ブタ連鎖球菌において37℃超で阻止される(Takamatsu et al)。pSET5sは、クロラムフェニコール耐性遺伝子(Cm)を含み、これは、大腸菌ならびにブタ連鎖球菌における形質転換体の選定に使用することができる。スペクチノマイシン耐性遺伝子を含まないプロトタイプ組換ΔFolT変異株は、「CBS143192ブタ連鎖球菌ΔFolT2変異株」として、Westerdijk Fungal Biodiversity Instituteにおいて、ブダペスト条約の法規に基づいた特許手続きを目的として2017年8月25日に寄託されている。
Example 9 ΔfolT deletion mutant not containing spectinomycin resistance gene A ΔfolT deletion mutant not containing spectinomycin resistance gene was also constructed. For this purpose, a temperature sensitive shuttle vector pSET5s (Takamatsu D., Osaki, M. and Sekizaki, T. 2001. Plasmids 46: 140-148) was used. Plasmid pSET5s contains a temperature sensitive origin of replication and can be grown at 37 ° C. in E. coli, but plasmid replication is blocked above 37 ° C. in Streptococcus pneumoniae (Takamatsu et al). pSET5s contains a chloramphenicol resistance gene (Cm), which can be used for selection of transformants in E. coli as well as Streptococcus pneumoniae. The prototype recombinant ΔFolT mutant not containing the spectinomycin resistance gene was designated as “CBS143192 swine Streptococcus ΔFolT2 mutant” at Westerijk Fungal Biodiversity Institute for the purpose of patent procedure based on the laws of the Budapest Treaty on August 25, 2017. Deposited on the day.
ΔfolT変異単離株を構築するために、folT遺伝子の5’−および3’−フランキング配列を含むPCR産物を生成した。この断片をpSET5sにクローン化し、Cm耐性形質転換体を大腸菌において37℃で選定する。次いで、プラスミドを大腸菌から単離し、ブタ連鎖球菌株10に導入した。Cmを含む30℃のColumbia寒天プレート上で形質転換体を選定した。形質転換したコロニーを用いてCmを含む1mlのTodd Hewitt培地(THB)に播種し、この培養物を30℃で一晩増殖させた。この一晩増殖させた培養物を同培地で100倍に希釈し、600nmでの光学濃度が0.2〜0.3に達するまで上記のようにインキュベートし、ここで培養物は38℃に達する。この温度では、プラスミドは複製することができない。このステップにより、単一の組換現象によってプラスミドが染色体に組み込んだ菌株が選定される。この培養物の段階希釈物をCmを含むColumbiaウマ血液プレートに播種した。プレートを38℃で一晩インキュベートした。染色体に組み込まれた組換プラスミドを含むコロニーを選び、Cmを含んだ1mlのTodd Hewitt 培地(THB)に播種して38℃で一晩インキュベートした。Cmを含まないTHBで培養物を100倍に希釈し、5代後の継代のために28℃で増殖させた。この温度では、プラスミドは複製することができ、複製された標的遺伝子配列に対する第2の組換現象により染色体から切り出される。プラスミドの切除により、野生型の遺伝子型が生じ得るか、またはfolT欠失変異株が生じ得る。培養物の段階希釈物をColumbiaウマ血液プレート(Cmを含まない)上に播種し、38℃で一晩インキュベートした。次いで、Cmを含む、または含まないColumbiaウマ血液プレート上に単一コロニーをレプリカプレーティングした。Cm感受性コロニーをPCRによりスクリーニングして、スペクチノマイシン耐性遺伝子を含まないΔfolT変異単離株を同定した。 In order to construct a ΔfolT mutant isolate, PCR products containing 5'- and 3'-flanking sequences of the foT gene were generated. This fragment is cloned into pSET5s and Cm resistant transformants are selected at 37 ° C. in E. coli. The plasmid was then isolated from E. coli and introduced into swine streptococcus strain 10. Transformants were selected on a 30 ° C. Columbia agar plate containing Cm. The transformed colonies were used to inoculate 1 ml of Todd Hewitt medium (THB) containing Cm and the culture was grown overnight at 30 ° C. This overnight grown culture is diluted 100-fold with the same medium and incubated as above until the optical density at 600 nm reaches 0.2-0.3, where the culture reaches 38 ° C. . At this temperature, the plasmid cannot replicate. By this step, a strain in which the plasmid is integrated into the chromosome by a single recombination phenomenon is selected. Serial dilutions of this culture were seeded on Columbia horse blood plates containing Cm. Plates were incubated overnight at 38 ° C. Colonies containing the recombinant plasmid integrated into the chromosome were selected, seeded in 1 ml of Todd Hewitt medium (THB) containing Cm, and incubated at 38 ° C. overnight. Cultures were diluted 100-fold with THB without Cm and grown at 28 ° C. for passage after 5 passages. At this temperature, the plasmid can replicate and is excised from the chromosome by a second recombination event against the replicated target gene sequence. Excision of the plasmid can give rise to a wild type genotype or a folT deletion mutant. Serial dilutions of the cultures were seeded on Columbia horse blood plates (without Cm) and incubated overnight at 38 ° C. Single colonies were then replica plated on Columbia horse blood plates with or without Cm. Cm sensitive colonies were screened by PCR to identify ΔfolT mutant isolates that did not contain the spectinomycin resistance gene.
ハイブリダイゼーション試験
染色体DNAを静置培養したブタ連鎖球菌株培養物から単離した。200ナノグラムの精製DNAについてGenescreen−Plus(Perkin Elmer製、USA)上に印をつけた。32Pによるプローブの標識、ハイブリダイゼーションおよび洗浄を前述のように[17]行った。folTおよびfolCのPCR産物をプローブとして使用し、一方、16S rRNAプローブを陽性対照として使用した。
Hybridization test Chromosomal DNA was isolated from a stationary culture of Streptococcus pyogenes. 200 nanograms of purified DNA was marked on Genescreen-Plus (Perkin Elmer, USA). Labeling of the probe with 32 P, hybridization and washing were performed as previously described [17] . The folT and folC PCR products were used as probes, while the 16S rRNA probe was used as a positive control.
S735菌株において強毒性を誘導するのに十分なfolTの過剰発現
毒性血清型2菌株10由来の3kbのゲノム断片であるV[10]の導入により、弱毒性血清型2菌株S735の毒性が上昇して[14]、強毒性単離株(S735−pCOM1−V[10])が生成された。S735−pCOM1−V[10]に感染したすべてのブタは、感染後(p.i.)1日以内に致死し、ブタは高い割合で重度の疾患臨床徴候を示したが(表2)、一方、対照菌株S735−pCOM1に感染したほとんどすべてのブタは、実験を通して生存した。S735−pCOM1−V[10]とS735−pCOM1に感染したブタとの間で臨床的指標は有意に異なった(p≦0.01)(表2)。対照として、発明者らはまた、S735由来の相同な3kbの断片(S735−pCOM1−V[S735])を含むプラスミドで形質転換したS735の毒性を試験した。S735−pCOM1−V[S735]に感染したブタは、実験を通して高い割合で生存した。対照的に、S735−pCOM1−V[S735]に感染したブタは、S735−pCOM1に感染したブタよりも特異的な臨床徴候を有意に示したが(p≦0.01)(表2)、発熱および非特異的症状の臨床的指標における差は、群間で有意には異ならなかった(p=0.06)。したがって、プラスミドpCOM1−V[S735]の導入によるS735におけるV[S735]のコピー数の増加によって、ブタ連鎖球菌の特異的臨床徴候が増加した。それにもかかわらず、S735−pCOM1−V[10]によるブタ感染症に起因する特異的および非特異的臨床徴候は、S735−pCOM1−V[S735]に感染したブタと比較して有意に増加し(p≦0.01)、菌株S735においてV[10]を導入すると、V[S735]の導入を上回って毒性が増加することを実証した。この結果は、菌株S735pCOM−1−V[10]の強毒性がV[10]においてV[S735]と比較して種々の塩基多型に起因し得ることを示した。
Overexpression of folT sufficient to induce strong toxicity in S735 strain The introduction of V [10], a 3 kb genomic fragment derived from toxic serotype 2 strain 10, increased the toxicity of attenuated serotype 2 strain S735. [14] , a highly toxic isolate (S735-pCOM1-V [10]) was produced. All pigs infected with S735-pCOM1-V [10] died within 1 day after infection (pi), while pigs showed a high proportion of severe clinical signs (Table 2) On the other hand, almost all pigs infected with the control strain S735-pCOM1 survived throughout the experiment. Clinical indicators were significantly different between S735-pCOM1-V [10] and pigs infected with S735-pCOM1 (p ≦ 0.01) (Table 2). As a control, we also tested the toxicity of S735 transformed with a plasmid containing a homologous 3 kb fragment from S735 (S735-pCOM1-V [S735]). Pigs infected with S735-pCOM1-V [S735] survived a high rate throughout the experiment. In contrast, pigs infected with S735-pCOM1-V [S735] showed significantly more specific clinical signs than pigs infected with S735-pCOM1 (p ≦ 0.01) (Table 2), Differences in clinical indicators of fever and nonspecific symptoms were not significantly different between groups (p = 0.06). Thus, the increase in the copy number of V [S735] in S735 by introduction of plasmid pCOM1-V [S735] increased the specific clinical signs of Streptococcus pneumoniae. Nevertheless, specific and non-specific clinical signs resulting from swine infection with S735-pCOM1-V [10] are significantly increased compared to pigs infected with S735-pCOM1-V [S735]. (P ≦ 0.01), it was demonstrated that introduction of V [10] in strain S735 increased toxicity over introduction of V [S735]. This result indicated that the strong toxicity of strain S735pCOM-1-V [10] can be attributed to various base polymorphisms in V [10] compared to V [S735].
orf2とfolC遺伝子の両方が、観察された毒性の増加に必要かどうかを判定するために、同族のプロモーター配列が先行する、菌株10から得たオペロンの両遺伝子を菌株S735に別々に導入して、菌株S735−pCOM1−orf2[10]およびS735−pCOM1−folC[10]を生成した。このような単離株の毒性を仔ブタの実験感染において、S735−pCOM1−V[10]およびS735−pCOM1を対照として使用して判定した。表2は、S735−pCOM1−V[10]またはS735−pCOM1−orf2[10]に感染したブタが、重度の臨床徴候とともに感染後1日以内に致死したことを示す。感染したブタは、実験感染において野生型菌株10を使用した場合に見られなかった毒性ショック様症候群を発症して、断片V[10]およびorf2[10]によりS735の毒性が増加し、菌株10よりも毒性の単離株が得られた[3]ことを示唆した。特異的および非特異的症状はともに、S735−pCOM1−V[10]またはS735−pCOM1−orf2[10]に感染したブタにおいて、S735−pCOM1と比較して有意に増加した(p<0.01)(表2)。 To determine whether both the orf2 and folC genes are required for the observed increase in toxicity, both genes for the operon from strain 10 preceded by the cognate promoter sequence were introduced separately into strain S735. Strains S735-pCOM1-orf2 [10] and S735-pCOM1-folc [10] were produced. The toxicity of such isolates was determined in experimental infections of piglets using S735-pCOM1-V [10] and S735-pCOM1 as controls. Table 2 shows that pigs infected with S735-pCOM1-V [10] or S735-pCOM1-orf2 [10] died within one day after infection with severe clinical signs. Infected pigs developed a toxic shock-like syndrome that was not seen when using wild-type strain 10 in an experimental infection, and fragments V [10] and orf2 [10] increased the toxicity of S735, resulting in strain 10 More toxic isolates were obtained [3] . Both specific and non-specific symptoms were significantly increased in pigs infected with S735-pCOM1-V [10] or S735-pCOM1-orf2 [10] compared to S735-pCOM1 (p <0.01). (Table 2).
細菌学的検査により、CNS、漿膜および関節において、ブタ連鎖球菌が高いCFUでコロニー形成したことが示された。対照的に、S735−pCOM1−folC[10]またはS735−pCOM1に感染したブタは、実験を通して生存し(感染後11日)、発熱のような軽度の感染症状を示した。A735−pCOM1−folC[10]とS735−pCOM1に感染したブタとの間で臨床結果において有意差は見られなかった。これは、folC[10]を導入すると、菌株S735の毒性は上昇しないが、V[10]およびorf2[10]を導入すると、菌株S735の毒性が上昇することを明白に実証した。したがって、発明者らは、S735−pCOM1と比較して観察したS735−pCOM1−V[10]の毒性の上昇は、orf2[10]の導入に起因すると結論付けた。
結論として、V[10]のコピー数とorf2−folCオペロンの遺伝的背景の両方が、所与の単離株の毒性の決定要因であると考えられる。
Bacteriological examination showed that Streptococcus pneumoniae colonized with high CFU in the CNS, serosa and joints. In contrast, pigs infected with S735-pCOM1-folC [10] or S735-pCOM1 survived throughout the experiment (11 days after infection) and showed mild infectious symptoms such as fever. There was no significant difference in clinical results between A735-pCOM1-folC [10] and pigs infected with S735-pCOM1. This clearly demonstrated that the introduction of folC [10] does not increase the toxicity of strain S735, but the introduction of V [10] and orf2 [10] increases the toxicity of strain S735. The inventors therefore concluded that the increased toxicity of S735-pCOM1-V [10] observed compared to S735-pCOM1 is due to the introduction of orf2 [10].
In conclusion, both the copy number of V [10] and the genetic background of the orf2-folC operon are believed to be determinants of toxicity for a given isolate.
in silicoデータの測定によりORF2が葉酸輸送を促進するタンパク質に結合する基質であることが実証される
毒性の上昇がorf2[10]の複数のコピーの導入に起因したため、orf2の推定機能を探求した。orf2−folCオペロンに先行する5’遺伝子間領域のin silico解析により、予測二次構造の存在が明らかとなり、これは、テトラヒドロ葉酸リボスイッチに対して強い相同性を示した(図3)。テトラヒドロ葉酸リボスイッチは、テトラヒドロ葉酸(THF)に結合する特定の細菌における、ある種の相同RNAである[18]。これは、タンパク質コード遺伝子の推定5’非翻訳領域にほとんど例外なく位置しており、このような遺伝子の多くが、葉酸輸送体または葉酸代謝に関与する酵素のいずれかをコードすることで知られている。このような理由で、RNAがリボスイッチとして機能することが推測された。THFリボスイッチは、種々のファーミキューテス、詳細にはクロストリジウム目(Clostridiales)およびラクトバチルス目(Lactobacillales)に、よりまれには他の細菌系統に見出されている。THFリボスイッチは、比較ゲノム学に基づいたプロジェクトに見られる、多くの保存されたRNA構造のうちの1つであった[19]。葉酸代謝との関係がEudesらにより確認され、ブタ連鎖球菌においてfolCの上流に位置する遺伝子が、葉酸輸送体FolTをコードすることが実証された[20]。このアノテーションは、ブタ連鎖球菌の新規のゲノム配列SC070731にも適用され、この場合、ssu0135の相同遺伝子がFolTをコードするとアノテートされた(GenBank AGG63648.1)。ラクトバチルス・ブレビスの葉酸エネルギー共役因子輸送の3次元構造が確定し[21]、葉酸輸送体の多重タンパク質モデルが提唱されることとなった。このモデルにおいて、ORF2/FolTは、膜貫通基質特異的結合タンパク質として機能する。エネルギー共役モジュールを形成する、より一般的な膜貫通タンパク質および2つのヌクレオチド結合タンパク質とともに、この複合体は、葉酸の膜貫通輸送を促進する。基質結合タンパク質(FolT)のみが、葉酸に対して特異的であり、他の要素はまた、チアミンまたはリボフラビンのような他の基質の輸送に使用される。ブタ連鎖球菌のFolTのタンパク質配列を他の生物の推定FolT配列と比較した場合、保存アミノ酸がブタ連鎖球菌においても保存されることは明らかである[21](図4)。興味深いことに、図4はまた、アルギニンがヒト葉酸輸送体ならびに大腸菌において非常によく保存されたことを示す。図4では、赤色は小さい疎水性アミノ酸(芳香族−Tyrを含む)を示し、青色は酸性アミノ酸を示し、マゼンタは塩基性アミノ酸を示し、緑色はヒドロキシル、スルフヒドリルのアミンおよびGlyを示す。テトラサイクリン輸送体はまた、ブタ連鎖球菌(Arg99)folTにおいて保存され、この残基がヒトから細菌の範囲に及ぶ輸送体に重要となることを示唆した[22]。まとめると、このようなデータは、相補性試験法を使用して同定された、保存された機能不明なタンパク質であるORF2が、葉酸輸送を促進する基質結合タンパク質をコードすることを強く示唆する。
Measurement of in silico data demonstrates that ORF2 is a substrate that binds to a protein that promotes folate transport. The increased toxicity was attributed to the introduction of multiple copies of orf2 [10], so we investigated the putative function of orf2. . In silico analysis of the 5 ′ intergenic region preceding the orf2-foC operon revealed the presence of the predicted secondary structure, which showed strong homology to the tetrahydrofolate riboswitch (FIG. 3). Tetrahydrofolate riboswitches are a class of homologous RNAs in certain bacteria that bind to tetrahydrofolate (THF) [18] . It is located almost exclusively in the putative 5 'untranslated region of protein-coding genes, and many of these genes are known to encode either folate transporters or enzymes involved in folate metabolism. ing. For these reasons, it was speculated that RNA functions as a riboswitch. THF riboswitches have been found in various pharmacutes, in particular Clostridiales and Lactobacilles, and more rarely in other bacterial strains. The THF riboswitch was one of many conserved RNA structures found in projects based on comparative genomics [19] . A relationship with folate metabolism was confirmed by Eudes et al. And it was demonstrated that the gene located upstream of folc in Streptococcus pneumoniae encodes the folate transporter FolT [20] . This annotation was also applied to the novel genomic sequence SC0707071 of Streptococcus pyogenes, where it was annotated that the homologous gene of ssu0135 encodes FolT (GenBank AGG633648.1). The three-dimensional structure of Lactobacillus brevis folate energy-coupled factor transport was established [21] , and a multiple protein model of the folate transporter was proposed. In this model, ORF2 / FolT functions as a transmembrane substrate-specific binding protein. Together with the more general transmembrane protein and two nucleotide binding proteins that form an energy coupling module, this complex facilitates transmembrane transport of folic acid. Only substrate binding protein (FolT) is specific for folic acid and other elements are also used for transport of other substrates such as thiamine or riboflavin. When comparing the FolT protein sequence of Streptococcus pneumoniae with the putative FolT sequence of other organisms, it is clear that conserved amino acids are also conserved in Streptococcus pneumoniae [21] (Figure 4). Interestingly, FIG. 4 also shows that arginine was very well conserved in the human folate transporter as well as in E. coli. In FIG. 4, red indicates small hydrophobic amino acids (including aromatic-Tyr), blue indicates acidic amino acids, magenta indicates basic amino acids, and green indicates hydroxyl, sulfhydryl amines and Gly. The tetracycline transporter is also conserved in Streptococcus pneumoniae (Arg99) folT, suggesting that this residue is important for transporters ranging from human to bacterial [22] . Taken together, such data strongly suggests that ORF2, a conserved protein of unknown function, identified using a complementation test, encodes a substrate binding protein that promotes folate transport.
ブタ連鎖球菌における葉酸輸送
P1/7(菌株10のゲノムと高度に相同である)の配列解析により、古典的葉酸生合成経路を介してテトラヒドロ葉酸(THF)の合成に必要とされるすべての酵素をブタ連鎖球菌がコードすることが示される(図5)。KEGGデータベース(www.kegg.jp)において利用可能なデータに基づいて、ブタ連鎖球菌における葉酸代謝は、スキームに示すようにfolE、folQ、folB、folK、folC、folAならびに基質GTP、p−アミノ安息香酸(PABA)およびグルタミル(GLU)を使用して古典的葉酸経路を利用する。しかし、V[10]オペロン上に存在する追加の遺伝子により、ブタ連鎖球菌はまた、folTの発現を誘導して葉酸を直接移入し、folCの追加のコピーの同時誘導発現を使用することが可能であり、葉酸を最終産物であるテトラヒドロ葉酸(THF)に直ちにプロセシングすることができると考えられる。このようにfolTとfolCの組合せにより、追加の「ショートカット」が形成され、これによりTHFの生成が可能となる。folT−folCオペロンの上流に位置するTHFリボスイッチの存在により、この2遺伝子オペロンの厳格な調整が示唆され、これはfolT−folCオペロンが特異的条件下、例えば、葉酸が乏しい条件のみで発現することを意味し得る。上記の動物実験の結果に基づいて、folT−folCオペロンが少なくともin vivo条件下で発現することが示唆される。
All enzymes required for the synthesis of tetrahydrofolate (THF) via the classical folate biosynthetic pathway by sequence analysis of folate transport P1 / 7 (highly homologous to the genome of strain 10) Is encoded by Streptococcus pneumoniae (FIG. 5). Based on the data available in the KEGG database (www.kegg.jp), folic acid metabolism in Streptococcus pneumoniae is shown in the scheme as follows: folE, folQ, folB, folK, folC, folA and the substrates GTP, p-aminobenzoic acid The classical folate pathway is utilized using acid (PABA) and glutamyl (GLU). However, due to the additional genes present on the V [10] operon, Streptococcus pyogenes can also induce the expression of folT to directly transfer folic acid and use co-inducible expression of additional copies of folC. It is believed that folic acid can be immediately processed into the final product, tetrahydrofolic acid (THF). In this way, the combination of folT and folC forms an additional “shortcut”, which allows the generation of THF. The presence of a THF riboswitch located upstream of the folT-folC operon suggests tight regulation of this two-gene operon, which is expressed only under specific conditions, eg, folate-poor conditions. Can mean that. Based on the results of the above animal experiments, it is suggested that the folT-folc operon is expressed at least under in vivo conditions.
ブタ連鎖球菌におけるfolTの存在および発現
血清型32および血清型34を除いて試験したすべてのブタ連鎖球菌血清型においてfolT遺伝子の存在を実証した。しかし、血清型32および血清型34をブタ連鎖球菌の代わりにストレプトコッカス・オリスラッティ(Streptococcus orisratti)属に帰するように再割り当てした[1]。したがって、結論として、すべてのブタ連鎖球菌血清型は、FolTおよびFolCをコードする遺伝子を有すると考えられることとなる。
Presence and expression of folT in Streptococcus pyogenes The presence of the folT gene was demonstrated in all swine streptococci serotypes except serotype 32 and serotype 34. However, serotype 32 and serotype 34 were reassigned to belong to the genus Streptococcus orisratti instead of Streptococcus pneumoniae [1] . Thus, in conclusion, all Streptococcus serotypes are considered to have genes encoding FolT and FolC.
orf2の推定プロモーターの配列解析により、菌株S735(TGGTCA)と比較して、菌株10における推定プロモーターの−35領域(TGGACA)中に1つのヌクレオチド位置の差異が明らかとなった[14]。菌株10およびS735におけるorf2およびfolCの発現レベルに対するこのSNPの作用をqPCR解析を使用して判定した。有意に高いレベルのorf2ならびにfolCの発現が、菌株S735と比較して菌株10において認められた(図6A)。これは、推定プロモーターの−35領域におけるSNPがorf2およびfolCの転写に影響することを明白に示す。これにより、同定されたSNPが、オペロン中のorf2およびfolCを同時転写するプロモーター領域に実際に位置することが実証される。さらに、pCOM1−orf2[10]をS735へ導入すると、pCOM1の導入と比較してorf2の発現が31倍に増加したが、pCOM1−orf2[S735]を導入すると、orf2の発現が5倍だけ増加した(図6B)。予想どおり、folCの発現レベルは、両組換菌株で類似していた(図6B)。プロモーターの−35領域の同定したSNPが、菌株S735および菌株10におけるorf2の転写の差異の原因であることを確認するために、orf2[10]のプロモーターに見られた場合は、orf2[S735]のTGGTCAをTGGACAに変異させた(菌株S735−pCOM1−orf2[S735][t488a]が得られる)。S735−pCOM1−orf2[S735][t488a]におけるorf2の転写レベルが、菌株S735−pCOM1−orf2[10]の転写レベルに類似し、種々の増殖期において菌株S735−pCOM1−orf2[S735]の転写レベルよりも4倍高くなることが示された(図6C)。両方のプロモーターは、Todd Hewitt培地中で培養した場合、ブタ連鎖球菌の増殖期の初期において最も活性である(図6C)。まとめると、このような結果は、菌株10において、orf2−folC−オペロンの上流に位置するプロモーターが、−35領域中のSNPのため、菌株S735のこのオペロンの上流に位置するプロモーターよりも強力であることを明白に実証する。 Sequence analysis of the orf2 putative promoter revealed a nucleotide position difference in the -35 region (TGGACA) of the putative promoter in strain 10 compared to strain S735 (TGGTCA) [14] . The effect of this SNP on the expression levels of orf2 and folC in strains 10 and S735 was determined using qPCR analysis. Significantly higher levels of orf2 and folC expression were observed in strain 10 compared to strain S735 (FIG. 6A). This clearly indicates that SNPs in the -35 region of the putative promoter affect orf2 and folc transcription. This demonstrates that the identified SNP is actually located in the promoter region that co-transcribes orf2 and foC in the operon. Furthermore, when pCOM1-orf2 [10] was introduced into S735, the expression of orf2 increased 31-fold compared to the introduction of pCOM1, but when pCOM1-orf2 [S735] was introduced, the expression of orf2 increased by a factor of five. (FIG. 6B). As expected, the expression level of folC was similar in both recombinant strains (FIG. 6B). To confirm that the identified SNP in the -35 region of the promoter was responsible for the transcriptional differences of orf2 in strains S735 and 10, when it was found in the promoter of orf2 [10], orf2 [S735] TGGTCA was mutated to TGGACA (strain S735-pCOM1-orf2 [S735] [t488a] was obtained). The transcription level of orf2 in S735-pCOM1-orf2 [S735] [t488a] is similar to the transcription level of strain S735-pCOM1-orf2 [10], and transcription of strain S735-pCOM1-orf2 [S735] in various growth phases It was shown to be 4 times higher than the level (FIG. 6C). Both promoters are most active early in the growth phase of Streptococcus pyogenes when cultured in Todd Hewitt medium (FIG. 6C). Taken together, these results indicate that in strain 10, the promoter located upstream of the orf2-folC-operon is stronger than the promoter located upstream of this operon in strain S735 because of the SNP in the -35 region. Demonstrate clearly that there is.
orf2−folCオペロンの発現の増加に関連するSNPがブタ連鎖球菌の特定のクローン型または血清型と関連したかどうかを判定するために、単離株の多数の採取物のプロモーター領域を配列決定した(表3)。使用したすべての単離株は最近、特性が明らかとなり、CGHおよびMLSTにより分類された[23]。得られた配列データに基づいて、単離株を2つの主群に分類することができる(表3)。強力な−35プロモーター領域は、血清型1および2の単離株にもっぱら認められ、これはCGHクラスターAおよびMLSTクローン複合体1に属し、EFタンパク質を発現した。低いプロモーター活性を伴うSNPは、EFの発現についてすべて陰性であるCGH群Bに属する(2つを除いて)血清型7および9の単離株において、ならびに大きな構造のEFタンパク質(EF*)の発現について陽性であるCGH群A/クローン複合体1(CC1)に属する血清型2の弱毒性単離株において認められた。ここで2つの例外がある。CC1に属するが、より強力なプロモーターに関連するSNPを含むEFタンパク質を発現しない血清型7単離株(C126)と、プロモーター強度が未確定である異なる−35プロモーター配列(TTGTCA)を有した血清型7単離株(7711)である。結論として、EFタンパク質を発現するCC1単離株(および1つの血清型7単離株)のみが、強力なプロモーター活性と関連するSNPを含む。表現型および遺伝子型のこの組合せの単離株が毒性と強力に相関するため[23、24]、発明者らは、orf2−folC−オペロンの上流に位置する強力なプロモーターが、ブタ連鎖球菌の毒性単離株と関連すると結論付けることができる。この知見は、folT[10]の追加のコピー導入後に認められた毒性の上昇とともに、コピー数の増加またはより強力なプロモーターのいずれかによってfolTの発現が増加すると、ブタ連鎖球菌の毒性が上昇することを示唆する。 To determine whether SNPs associated with increased expression of the orf2-folc operon were associated with specific clonal or serotypes of Streptococcus pneumoniae, the promoter regions of multiple collections of isolates were sequenced. (Table 3). All isolates used were recently characterized and classified by CGH and MLST [23] . Based on the sequence data obtained, isolates can be classified into two main groups (Table 3). A strong -35 promoter region was found exclusively in serotype 1 and 2 isolates, which belonged to CGH cluster A and MLST clone complex 1 and expressed EF protein. SNPs with low promoter activity are of serotype 7 and 9 isolates belonging to CGH group B that are all negative for EF expression (except for two) and of large structure EF protein (EF * ) It was found in attenuated isolates of serotype 2 belonging to CGH group A / clone complex 1 (CC1) that are positive for expression. There are two exceptions here. Serotype 7 isolate (C126) that belongs to CC1, but does not express an EF protein containing a SNP associated with a stronger promoter, and a serum with a different -35 promoter sequence (TTGTCA) with undefined promoter strength Type 7 isolate (7711). In conclusion, only CC1 isolates (and one serotype 7 isolate) expressing EF protein contain SNPs associated with strong promoter activity. Because isolates of this combination of phenotype and genotype strongly correlate with toxicity [23 , 24] , we have found that a strong promoter located upstream of the orf2-folc-operon It can be concluded that it is associated with a toxic isolate. This finding indicates that with the increase in toxicity observed after the introduction of additional copies of folT [10], increasing the expression of folT, either by increasing copy number or by a stronger promoter, increases the toxicity of Streptococcus pyogenes. I suggest that.
培養においてfolTの追加のコピーを用いた、またはfolTを用いないブタ連鎖球菌の増殖
folTの追加のコピーを用いた、または機能性folTを用いないブタ連鎖球菌の培養において、in vitroで親菌株と比較して増殖に有意差は認められなかった。
Growth of Streptococcus pneumoniae with an additional copy of folT in culture or without folT In culture of Streptococcus pneumoniae with an additional copy of folT or without functional folT, In comparison, there was no significant difference in proliferation.
FolTのタンパク質発現
FolTのタンパク質配列に基づいて、FolTが、少なくとも5つの膜貫通ドメインを有する非常に疎水性のタンパク質であることが予想された。6つの既知のFolT構造、この中でもラクトバチルス・ブレビス由来のFolTの公表された3D構造を使用する相同モデリング(Expacyサーバ)により、ブタ連鎖球菌のFolTの3D構造を予測した(図7)。
Protein expression of FolT Based on the protein sequence of FolT, it was predicted that FolT is a very hydrophobic protein with at least 5 transmembrane domains. FolT 3D structure of Streptococcus pyogenes was predicted by homologous modeling (Expacy server) using 6 known FolT structures, among them the published 3D structure of FolT from Lactobacillus brevis (Figure 7).
FolTはin vivoでの生存に重要である:folTノックアウト菌株10ΔfolTの毒性
弱毒性ブタ連鎖球菌株におけるfolTの過剰発現により毒性が強力に増加したため、発明者らは、FolTがin vivoで重要な役割を果たすと仮定した。この仮定が正しいかどうかを試験するため、毒性ブタ連鎖球菌株10において、スペクチノマイシン耐性カセットをfolT遺伝子に挿入することにより、同系ノックアウトを構築した。folTおよびfolCがオペロン構造中にあるため、このノックアウトによりfolCの追加したコピーも恐らくノックアウトされ得る。in vivoで葉酸輸送が毒性に必須であるかどうかを判定するため、実験1において、10匹のブタを野生型菌株10またはノックアウト菌株10ΔfolTのいずれかに静脈内投与により感染させた。すべてのブタが、この播種に反応し、体温が上昇した(図8)。しかし、野生型菌株10に感染したブタは、ノックアウト菌株10ΔfolTに感染したブタと比較して、より長い期間より高い体温を示した。これはまた、両群間の発熱指標(ブタが発熱を示した観察結果の割合)の差によって反映された(p=0.06)。これは、菌株10ΔfolTが、野生型菌株と比較して化膿性が低いことを示唆する。これは、有意に少数の細菌が、菌株10ΔfolTに感染した仔ブタの血液から単離されたという事実の結果となり得る。菌株10ΔfolTに感染した2匹のブタのみが、菌株10に感染した5匹のブタと比較して短い菌血症期間を示し、菌株10に感染したブタはまた、これらの血中の細菌数が、より長い期間有意に高かった(図9)。これは、菌株10ΔfolTが、血液からより効率的に除去されるか、または血中で生存することができないことを示唆する。白血球数により、野生型菌株10に感染したブタがWBCの強力な増加をより長い期間示すことが明らかとなった。菌株10に感染したすべてのブタがWBCの増加を示したが、菌株10ΔfolTに感染したブタのうちの1匹のみがWBCの増加を示した。算出したWBC指標は、群間で有意に異なる(表5)。2つの群間の生存率は有意に異なり、菌株10に感染したブタは、感染後2.6日の平均的生存を有したが、菌株10ΔfolTに感染したブタは、感染後6.2日生存した(図10)。所定の人道的エンドポイントに達した場合、ブタを安楽死させたが、生存は、感染の重症度を反映する。図10に示すように、生存曲線は、群間で有意に異なる。肉眼的所見により、菌株10に感染したブタの4/5が、関節炎、胸膜炎、心膜炎または腹膜炎のようなブタ連鎖球菌株感染に対して特異的な臨床徴候を示したが、菌株10ΔfolTに感染したブタの3/5が、特異的臨床徴候を示したことが明らかとなった。感染した臓器すべての細菌学的検査により、野生型菌株10では、菌株10ΔfolTと比較してより多くの臓器において高い細菌量でコロニー形成されたことが明らかとなった(図11)。
FolT is important for survival in vivo: Toxicity of folT knockout strain 10ΔfolT Because folT is strongly increased by overexpression of folT in attenuated porcine Streptococcus strains, we have found that FolT plays an important role in vivo Assuming that To test whether this assumption is correct, a syngeneic knockout was constructed in virulent swine streptococcus strain 10 by inserting a spectinomycin resistance cassette into the folT gene. Because folT and folC are in the operon structure, this knockout can also cause an additional copy of folC to be knocked out. To determine if folate transport is essential for toxicity in vivo, in Experiment 1, 10 pigs were infected intravenously with either wild type strain 10 or knockout strain 10ΔfolT. All pigs responded to this sowing and body temperature increased (Figure 8). However, pigs infected with wild-type strain 10 showed higher body temperatures than longer periods compared to pigs infected with knockout strain 10ΔfolT. This was also reflected by the difference in the fever index (the percentage of observations that pigs showed fever) between the two groups (p = 0.06). This suggests that the strain 10ΔfolT is less purulent compared to the wild type strain. This may be the result of the fact that significantly fewer bacteria were isolated from the blood of piglets infected with strain 10ΔfolT. Only 2 pigs infected with strain 10ΔfolT show a shorter bacteremia period compared to 5 pigs infected with strain 10, and pigs infected with strain 10 also have a bacterial count in these blood. It was significantly higher for longer periods (Figure 9). This suggests that strain 10ΔfolT is more efficiently removed from the blood or cannot survive in the blood. The white blood cell count revealed that pigs infected with wild type strain 10 showed a strong increase in WBC for a longer period. All pigs infected with strain 10 showed an increase in WBC, but only one of the pigs infected with strain 10ΔfolT showed an increase in WBC. The calculated WBC index is significantly different between groups (Table 5). Survival rates between the two groups were significantly different, pigs infected with strain 10 had an average survival of 2.6 days after infection, while pigs infected with strain 10 Δfolt survived 6.2 days after infection (FIG. 10). Pigs were euthanized when a predetermined humane endpoint was reached, but survival reflects the severity of the infection. As shown in FIG. 10, survival curves are significantly different between groups. Macroscopically, 4/5 of pigs infected with strain 10 showed specific clinical signs for infection with swine streptococcal strains such as arthritis, pleurisy, pericarditis or peritonitis, but strain 10ΔfolT It was revealed that 3/5 of the infected pigs showed specific clinical signs. Bacteriological examination of all infected organs revealed that the wild-type strain 10 was colonized with a higher bacterial load in more organs than the strain 10ΔfolT (FIG. 11).
第2の動物実験(実験2)では概して、実験1において得たデータを確認した。第1の実験でのように、野生型菌株10および菌株10ΔfolT単離株の生存曲線は、有意に異なった。実験2では、菌株10ΔfolTを接種したすべての動物は、実験終了まで生存したが、菌株10を接種した動物の60%は、実験の過程で安楽死させる必要があった(図12)。さらに、臨床徴候の頻度および重症度(例えば、体温、歩行運動および意識状態、図13、図14および図15参照)は、野生型菌株10および菌株10ΔfolTを接種した動物の間で大幅に異なった。剖検で得た関節および腹膜における肉眼的所見による病変の頻度はまた、野生型と10ΔfolT変異単離株との間で大幅に異なった。
仔ブタにおける感染実験の結果に基づいて、同系ノックアウト変異株10ΔfolTは、野生型菌株と比較して強力に減弱したことが結論付けられた。これは、葉酸輸送体が、in vivo条件下の細菌の生存に必要であることを示す。両試験からの結果をまとめると、このような実験により、ΔfolT単離株が、ゼロに近い致死率、最小臨床徴候、ならびに親菌株と比較して関節炎および腹膜炎の頻度の減少をもたらしたことが明白に示される。したがって、ΔfolT菌株は、高度に弱毒化され、安全であることが結論付けられ得る。
The second animal experiment (Experiment 2) generally confirmed the data obtained in Experiment 1. As in the first experiment, the survival curves of wild-type strain 10 and strain 10ΔfolT isolates were significantly different. In experiment 2, all animals inoculated with strain 10ΔfolT survived until the end of the experiment, but 60% of animals inoculated with strain 10 had to be euthanized during the course of the experiment (FIG. 12). Furthermore, the frequency and severity of clinical signs (eg, body temperature, locomotor activity and consciousness, see FIGS. 13, 14 and 15) were significantly different between animals inoculated with wild-type strain 10 and strain 10ΔfolT. . The frequency of lesions due to gross findings in the joints and peritoneum obtained at necropsy also differed significantly between the wild type and 10ΔfolT mutant isolates.
Based on the results of infection experiments in piglets, it was concluded that the syngeneic knockout mutant 10ΔfolT was strongly attenuated compared to the wild type strain. This indicates that the folate transporter is required for bacterial survival under in vivo conditions. To summarize the results from both trials, such experiments showed that ΔfolT isolates resulted in near-zero mortality, minimal clinical signs, and reduced frequency of arthritis and peritonitis compared to the parental strain. Clearly shown. Therefore, it can be concluded that the ΔfolT strain is highly attenuated and safe.
概要結果
細菌の葉酸基質結合タンパク質をコードするDNA領域において変異、欠失または挿入等の修飾を施した細菌(ΔfolT単離株)を含むワクチンは、修飾されていない細菌の毒性単離株による曝露から宿主を防御する。
葉酸輸送および葉酸合成が一般に可能である親細菌株を選定するステップと、細菌の葉酸基質結合タンパク質をコードするDNA領域(ブタ連鎖球菌ではfolT遺伝子として知られる)において変異、欠失または挿入等の修飾を施すためにこの親菌株から細菌を選定するステップと、in vitroでは親菌株と同様の割合まで増殖するがin vivoでは親菌株と比較して低い割合まで増殖する能力を有する細菌を選定するステップとを含む、好ましくはワクチンにおける使用のため、好ましくは細菌感染からの防御をもたらすワクチンにおける使用のための細菌を生成する方法を提供する。葉酸輸送および葉酸合成が一般に可能である親細菌株を選定するステップと、好ましくは組換手段により、細菌の葉酸基質結合タンパク質をコードするDNA領域(ブタ連鎖球菌ではfolT遺伝子として知られる)において変異、欠失または挿入等の修飾を施すことにより、この親菌株由来の細菌を形質転換するステップと、in vitroでは親菌株と同様の割合まで増殖するがin vivoでは親菌株と比較して低い割合まで増殖する能力を有する細菌を選定するステップとを含む、好ましくはワクチンにおける使用のため、好ましくは細菌感染からの防御をもたらすワクチンにおける使用のための細菌を生成する方法をさらに提供する。このような細菌は、本明細書において提供する場合、その新規葉酸合成経路を適用することにより、それ自体の使用のための葉酸を生成する能力を依然として有する。このような合成経路をインタクトのままとすると、in vitro(培地中)では増殖するその能力が影響されないままとなるが、驚いたことに、宿主(in vivo)におけるその増殖および毒性が強力に低下したことが示される。
Summary Results Vaccines containing bacteria (ΔfolT isolates) with modifications such as mutations, deletions or insertions in the DNA region encoding the bacterial folate substrate binding protein are exposed to unmodified bacterial toxic isolates. Defend the host from
Selecting a parent bacterial strain that is generally capable of folate transport and folate synthesis, and mutations, deletions or insertions in the DNA region encoding the bacterial folate substrate binding protein (known as the foT gene in Streptococcus pyogenes) Select bacteria from this parent strain for modification, and select bacteria with the ability to grow to a similar rate as the parent strain in vitro but to a lower rate compared to the parent strain in vivo A method of producing bacteria, preferably for use in a vaccine, preferably for use in a vaccine that provides protection from bacterial infection. Selecting a parent bacterial strain that is generally capable of folate transport and folate synthesis, and preferably by recombination means, in the DNA region encoding the bacterial folate substrate binding protein (known as the folT gene in Streptococcus pyogenes) , By transforming bacteria derived from this parent strain by modification such as deletion or insertion, and in vitro it grows to the same rate as the parent strain, but in vivo it has a lower rate compared to the parent strain And further selecting a bacterium having the ability to grow to, preferably for use in a vaccine, preferably for producing a bacterium for use in a vaccine that provides protection from bacterial infections. Such bacteria, as provided herein, still have the ability to produce folic acid for its own use by applying its novel folate synthesis pathway. If such a synthetic pathway is left intact, its ability to grow in vitro remains unaffected, but surprisingly, its growth and toxicity in the host (in vivo) is strongly reduced. Is shown.
in vitroでは良好に増殖するがin vivoではその親菌株ほど増殖せず、in vivoでの毒性の強力な低下と関連する、このような細菌株は、ワクチン株として非常に有用である。本発明により提供するこのような菌株または変異株では、一方では、葉酸合成において本質的に影響されず、したがって高力価まで増殖可能であり、そのため生成が比較的容易かつ安価であるが、他方では、親菌株と比較して宿主における増殖が低下し毒性が低下するため、このような菌株または変異株は、in vivoでの適用後に比較的無害であり、細菌感染症に対するワクチンとして極めて有用となる。
本明細書における実験の第1のシリーズでは、ブタ連鎖球菌に対してワクチン接種されておらず、薬物混入飼料を一度も与えていない約3週齢の仔ブタ(市販の交配種)を有効性試験に使用した。動物は、登録時、ブタ連鎖球菌血清型2についてPCRにより扁桃腺スワブ陰性であり、PRRSV陰性群に由来した。2つの処置群を試験施設で別々に飼育した。
Such bacterial strains that grow well in vitro but do not grow as well as their parent strain in vivo and are associated with a strong reduction in toxicity in vivo are very useful as vaccine strains. In such strains or mutants provided by the present invention, on the one hand, they are essentially unaffected in folic acid synthesis and are therefore capable of growing to high titers and are therefore relatively easy and inexpensive to produce, Therefore, since the growth in the host is reduced and the toxicity is reduced compared with the parent strain, such a strain or mutant is relatively harmless after in vivo application and is extremely useful as a vaccine against bacterial infections. Become.
In the first series of experiments herein, about 3 weeks old piglets (commercial hybrids) that have not been vaccinated against Streptococcus pneumoniae and have never received a drug-contaminated diet are available. Used for testing. The animals were tonsillar swab negative by PCR for porcine Streptococcus serotype 2 at the time of enrollment and were derived from the PRRSV negative group. Two treatment groups were housed separately in the test facility.
試験施設到着時、血液および扁桃腺のスワブをすべての動物から採取した。適切な馴化期間の後、試験0日目に、1つの群の動物に菌株10ΔFolTをワクチン接種した。別の群の動物は、ワクチン接種せずにおいた。21日目にワクチン接種した動物の首の右側に同じ用量の変異単離株をそれぞれ再ワクチン接種した。各ワクチン接種の後、局所および全身反応について動物を観察した。35日目に、両群の動物に曝露株ATCC700794を曝露する前に、血液および扁桃腺のスワブをすべての動物から採取した。曝露後7日間、ブタ連鎖球菌関連疾患の徴候(例えば、体温の上昇、跛行、異常行動、CNS徴候)について動物を観察した。致死していた動物または動物福祉のためオフテスト前に安楽死させる必要があった動物を剖検した。剖検の間、ブタ連鎖球菌疾患と典型的に関連する肉眼的徴候(例えば、CNS、関節、胸腔の炎症)について動物を評価した。さらに、曝露単離株の回収のためにCNSスワブを採取した。42日目に、上記のように、すべての残存動物を安楽死させ、剖検し、試料を採取した。ワクチン接種した動物は、曝露後、極めて小さなブタ連鎖球菌疾患の徴候を示した。 Upon arrival at the study facility, blood and tonsil swabs were collected from all animals. After a suitable habituation period, on day 0 of the study, one group of animals was vaccinated with strain 10ΔFolT. Another group of animals was left unvaccinated. The same dose of mutant isolate was each revaccinated on the right side of the neck of the animal vaccinated on day 21. Animals were observed for local and systemic reactions after each vaccination. On day 35, blood and tonsil swabs were collected from all animals before exposing both groups of animals to the exposed strain ATCC 700794. Animals were observed for signs of Streptococcus pneumoniae-related disease (eg elevated body temperature, lameness, abnormal behavior, CNS signs) for 7 days after exposure. Necropsied animals were either dead or needed to be euthanized prior to off-test for animal welfare. During necropsy, animals were evaluated for gross signs typically associated with swine streptococcal disease (eg, CNS, joint, chest cavity inflammation). In addition, CNS swabs were collected for recovery of exposed isolates. On day 42, all remaining animals were euthanized, necropsied and samples were collected as described above. Vaccinated animals showed very little signs of streptococcal disease after exposure.
実験の第2のシリーズを市販の交配ブタにおいて行った。第1のワクチン接種日時点でブタは21±7日齢であった。動物は、ブタ連鎖球菌に対してワクチン接種されたことがなく、ブタ連鎖球菌血清型2であり、血清学的検査によりPRRSV陰性について扁桃腺スワブ陰性であり、ブタ連鎖球菌血清型2について扁桃腺スワブ陰性であった雌のブタに由来した。試験施設到着時、血液および扁桃腺のスワブをすべての動物から採取した。適切な馴化期間の後、試験0日目に、1つの群の動物の首の左側に菌株ΔFolT2をワクチン接種した。別の群の動物は、ワクチン接種せずにおいた。21日目にワクチン接種した動物の首の右側に同じ用量の変異単離株をそれぞれ再ワクチン接種した。各ワクチン接種の後、局所および全身反応について動物を観察した。34日目に、血液および扁桃腺のスワブをすべての動物から採取し、次いで、厳格対照動物は別の区域に移し、一方、他のすべての群は混合した。35日目に、毒性ブタ連鎖球菌血清型2単離株を腹腔内(ip)投与により動物に曝露した。 A second series of experiments was performed in commercial mating pigs. The pigs were 21 ± 7 days of age as of the first vaccination date. The animal has not been vaccinated against Streptococcus pneumoniae and is Streptococcus serotype 2 and serologically it is PRRSV negative for tonsillar swab negative and Porcine Streptococcus serotype 2 for tonsils Derived from a female pig that was swab negative. Upon arrival at the study facility, blood and tonsil swabs were collected from all animals. After an appropriate acclimation period, on day 0 of the study, one group of animals was vaccinated with strain ΔFolT2 on the left side of the neck. Another group of animals was left unvaccinated. The same dose of mutant isolate was revaccinated on the right side of the neck of the animal vaccinated on day 21. Animals were observed for local and systemic reactions after each vaccination. On day 34, blood and tonsil swabs were collected from all animals, then strict control animals were transferred to another area, while all other groups were mixed. On day 35, toxic Streptococcus pneumoniae serotype 2 isolates were exposed to animals by intraperitoneal (ip) administration.
曝露後7日間、ブタ連鎖球菌と関連する疾患の徴候について動物を観察した。致死していた動物または動物福祉のためオフテスト前に安楽死させる必要があった動物を剖検した。剖検の間、ブタ連鎖球菌疾患と典型的に関連する肉眼的徴候について動物を評価し、CNS(すなわち脳)および関節のスワブを採取した。オフテストでは、すべての残存動物を安楽死させ、剖検し、試料を採取した。ΔfolT変異株のワクチン接種により、致死した動物または曝露後観察期間に動物福祉のため安楽死させる必要があった動物の数が減少した。剖検の間、フィブリンおよび/または髄液の存在により示される脳における炎症の徴候は、ΔfolT2ワクチン接種動物において、陰性対照と比較して少ない頻度で見られた。ΔfolT2菌株をワクチン接種した動物より剖検で採取された脳および関節のスワブから、ブタ連鎖球菌曝露単離株は、陰性対照と比較して少ない頻度で回収された。 Animals were observed for signs of disease associated with Streptococcus pyogenes for 7 days after exposure. Necropsy was performed on animals that were dead or needed to be euthanized prior to off-test for animal welfare. During necropsy, animals were evaluated for gross signs typically associated with swine streptococcal disease, and CNS (ie brain) and joint swabs were collected. In the off-test, all remaining animals were euthanized, necropsied and samples taken. Vaccination with the ΔfolT mutant reduced the number of dead animals or animals that had to be euthanized for animal welfare during the post-exposure observation period. During autopsy, signs of inflammation in the brain indicated by the presence of fibrin and / or cerebrospinal fluid were seen less frequently in ΔfolT2 vaccinated animals compared to negative controls. From brain and joint swabs collected at necropsy from animals vaccinated with the ΔfolT2 strain, swine streptococcal-exposed isolates were recovered less frequently compared to negative controls.
参照文献
References
表1. プライマー配列
表2. 無菌仔ブタにおける相補ブタ連鎖球菌株の毒性;すべての菌株は、挿入断片を有するか、または有しないプラスミド(pCOM1)を含んでいた。V[10]/V[S735]:ライブラリから選択された菌株10または菌株S735由来のオリジナルの3kb断片; orf2[10]:V[10]由来のorf2; folC[10]:ジヒドロ葉酸シンターゼをコードするV[10]由来のorf3。
b 特異的症状を有するブタの割合
c 特異的症状(運動失調、少なくとも1つの関節の跛行および/または静止)が見られた実験群の観察結果の割合
d 非特異的症状(食欲不振および/または鬱)が見られた実験群の観察結果の割合
e >40℃の体温の実験群の観察結果の割合
f 過去の実験(Smith et al., 2001)を再分析して、実験間の統計学的比較を可能とした。この再分析は、材料と方法に記載のように特異的および非特異的症状の新規の厳格な定義を必要とした。
* p ≦ 0.05 S735-pCOM1と比較
** p ≦ 0.01 S735-pCOM1と比較
g 漿膜は、腹膜、心膜または胸膜として定義する。
Table 2. Toxicity of complementary swine streptococci strains in sterile piglets; all strains contained a plasmid (pCOM1) with or without an insert. V [10] / V [S735]: strain 10 selected from library or original 3 kb fragment from strain S735; orf2 [10]: orf2 from V [10]; folC [10]: encodes dihydrofolate synthase Orf3 derived from V [10].
b Proportion of pigs with specific symptoms
c Proportion of observations in experimental groups with specific symptoms (ataxia, lameness and / or rest of at least one joint)
d Proportion of observations in experimental groups with nonspecific symptoms (anorexia and / or depression)
e > Proportion of observations in experimental group with body temperature of 40 ° C
fPast experiments (Smith et al., 2001) were reanalyzed to allow statistical comparisons between experiments. This reanalysis required new and rigorous definitions of specific and non-specific symptoms as described in Materials and Methods.
* p ≤ 0.05 Compared to S735-pCOM1
** p ≤ 0.01 Compared to S735-pCOM1
g Serosa is defined as the peritoneum, pericardium or pleura.
表3. 種々のブタ連鎖球菌単離株および血清型1間のorf2/folCプロモーターの-35領域の配列解析
2 *はMRPの高分子量形態を示し、sはMRPの低分子量形態を示す。
3 *はEFの高分子量形態を示す。
4 比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)[23]を使用してすべての単離株の遺伝子型を同定した。
5 この単離株はクローン複合体1に属する。
6 解析された単離株の数/それぞれの-35プロモーター配列を有する単離株の数
Table 3. Sequence analysis of the -35 region of the orf2 / folC promoter between various Streptococcus isolates and serotype 1
2 * indicates the high molecular weight form of MRP, and s indicates the low molecular weight form of MRP.
3 * indicates the high molecular weight form of EF.
Four comparative genomic hybridizations (CGH) [23] were used to identify the genotype of all isolates.
5 This isolate belongs to clone complex 1.
6 Number of isolates analyzed / number of isolates with each -35 promoter sequence
表4. ブタ連鎖球菌を感染させたブタの臨床パラメータ、実験1
** p ≦ 0.01 10と比較
# p ≦ 0.1 10と比較
Table 4. Clinical parameters of pigs infected with Streptococcus pyogenes, experiment 1
** Compared with p ≤ 0.01 10
# Compare with p ≤ 0.1 10
表5. 関節炎および腹膜炎を示す肉眼的病変:野生型菌株10および10ΔFolT変異単離株を曝露した動物における陽性観察結果の%、実験2
表6.試験計画(CBS143192使用試験用)
表7. ワクチンおよびプラセボの調製(CBS143192使用試験用)
表8: 曝露物の調製(CBS143192使用試験用)
表9. 曝露後、致死した動物または安楽死させた動物の割合(致死率)(CBS143192使用試験用)
表10. 曝露後、重度の跛行を示す動物の割合(CBS143192使用試験用)
表11. 曝露後、アパシーを示す動物の割合(CBS143192使用試験用)
表12. 剖検において脳の炎症の徴候を示す動物の割合(CBS143192使用試験用)
表13. 剖検で採取した脳スワブからブタ連鎖球菌を回収した動物の割合(CBS143192使用試験用)
表14. 剖検で採取した関節スワブからブタ連鎖球菌を回収した動物の割合(CBS143192使用試験用)
表15. ワクチン接種曝露試験概要(CBS140425使用試験用)
表16. ワクチンの調製(CBS140425使用試験用)
表17. 曝露物の調製(CBS140425使用試験用)
表18. 曝露後、跛行を示す動物の割合(CBS140425)
表19: 曝露後、異常行動を示す動物の割合(CBS140425)
表20: 曝露後、致死した動物または安楽死させた動物の割合(致死率)(CBS140425)
表21: 剖検時、脳における異常所見を有する動物の割合(CBS140425)
表22: 剖検時、胸腔における異常所見を有する動物の割合(CBS140425)
表23: 脳スワブからブタ連鎖球菌を回収した動物の割合(CBS140425)
Claims (38)
b.請求項1から7のいずれか1項に記載のΔFolT変異株または請求項8に記載の培養物、請求項9もしくは10に記載の組成物と、
c.任意選択で使用説明書と
を含む、ブタ連鎖球菌感染と関連する疾患に対して動物、好ましくはブタにワクチン接種するためのキット。 a. A dispenser for administering a vaccine to an animal, preferably a pig;
b. A ΔFolT mutant according to any one of claims 1 to 7, or a culture according to claim 8, a composition according to claim 9 or 10,
c. A kit for vaccinating an animal, preferably a pig, against a disease associated with swine streptococcal infection, optionally including instructions for use.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000005378A2 (en) * | 1998-07-22 | 2000-02-03 | Id-Lelystad Instituut Voor Dierhouderij En Diergezondheid B.V. | Streptococcus suis vaccines and diagnostic tests |
US6165472A (en) * | 1997-08-29 | 2000-12-26 | Smithkline Beecham Corporation | folC from Streptococcus pneumoniae |
EP1205552A1 (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-15 | ID-Lelystad, Instituut voor Dierhouderij en Diergezondheid B.V. | Virulence of streptococci, involving ORFs from Streptococcus suis |
JP2002516606A (en) * | 1997-01-03 | 2002-06-04 | サザーン・リサーチ・インスティテュート | Mycobacterium foI gene encoding dihydrofolate reductase enzyme |
CN106085936A (en) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 华中农业大学 | A kind of streptococcus suis 2-type 10 gene-deleted strain and application |
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002516606A (en) * | 1997-01-03 | 2002-06-04 | サザーン・リサーチ・インスティテュート | Mycobacterium foI gene encoding dihydrofolate reductase enzyme |
US6165472A (en) * | 1997-08-29 | 2000-12-26 | Smithkline Beecham Corporation | folC from Streptococcus pneumoniae |
WO2000005378A2 (en) * | 1998-07-22 | 2000-02-03 | Id-Lelystad Instituut Voor Dierhouderij En Diergezondheid B.V. | Streptococcus suis vaccines and diagnostic tests |
EP1205552A1 (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-15 | ID-Lelystad, Instituut voor Dierhouderij en Diergezondheid B.V. | Virulence of streptococci, involving ORFs from Streptococcus suis |
US20100136057A1 (en) * | 2000-11-09 | 2010-06-03 | Id-Lelystad, Instituut Voor Dierhouderij En Diergezondheid B.V. | Virulence of streptococci |
CN106085936A (en) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 华中农业大学 | A kind of streptococcus suis 2-type 10 gene-deleted strain and application |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
GARY B HENDERSON; ET AL: "THE FOLATE AND THIAMINE TRANSPORT PROTEINS OF LACTOBACILLUS CASEI", JOURNAL OF SUPRAMOLECULAR STRUCTURE, vol. VOL:6, NR:2, JPN5020001657, March 1977 (1977-03-01), US, pages 239 - 247, ISSN: 0004521805 * |
INFECTION AND IMMUNITY, 2001, VOL.69, NO.3, PP.1961-1966, JPN6020023768, ISSN: 0004521804 * |
J. BACTERIOLOGY, 1988, VOL.170, NO.7, PP.3301-3304, JPN6020023767, ISSN: 0004521803 * |
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